Движение и чувствительность для продвинутых протезов рук

Общий план исследования разбит на две части: графики до и после имплантации:

В течение 30 дней до имплантации участника попросят взять домой небольшой компьютер с гарнитурой Oculus Rift и трекером рук Leap Motion. Участнику будет предложено использовать эти предметы пять (5) раз в неделю по 30 минут за сеанс и взаимодействовать с отображаемой средой виртуальной реальности. В этой среде участник будет двигать своей неповрежденной рукой, а Leap Motion будет отображать движения руки в виртуальной среде, при этом неповрежденные движения рук будут отражаться между двумя факсимиле рук. Участнику будет предложено двигать и растягивать как фантомную, так и неповрежденную руку зеркально. Цель этих упражнений состоит в том, чтобы позволить участнику привыкнуть к настройке виртуальной реальности (оборудование и дисплей), а также обеспечить эффект, подобный зеркальному ящику, где виртуальная факсимиле руки для их фантомной руки отображается на их тело.

Второй этап общего дизайна продолжается в течение 30-90 дней после имплантации. Мы будем выполнять электрофизиологические записи с одного массива микроэлектродов, имплантированных в срединный, лучевой или локтевой нерв. Нейронные сигналы (одиночные и составные потенциалы действия), вызванные разнообразными движениями пальцев и большого пальца, будут записаны на имплантированной матрице микроэлектродов. Записывая электрические сигналы от нервов, исследователи надеются расшифровать движения пальцев в режиме реального времени с помощью алгоритмов машинного обучения. Участникам будет предложено выполнить задания в контролируемой виртуальной среде на этапе обучения. Виртуальная среда, которая включает в себя виртуальные руки и кисти, будет представлена ​​участнику через Oculus rift, пару очков виртуальной реальности. Задача потребует записи положения рук в пространстве, что будет выполнено с помощью системы захвата движения Vicon, которая будет использовать инфракрасные отражающие маркеры, прикрепленные к рукам участника. Исследователи также будут использовать безмаркерную систему захвата движения Leap Motion для отслеживания конкретных движений неповрежденной руки. После обучения исследователи стремятся выполнить декодирование движений пальцев в реальном времени в среде виртуальной реальности.