Microgrid II - Электрокортикографические сигналы для протезирования руки человека

Инсульт, травма спинного мозга, травмы конечностей и дегенеративные/запертые синдромы входят в число тех состояний, при которых могут помочь устойчивые варианты нейропротезирования. Исследователи изучили моторную кору человека и связанные с ней области коры с прямой записью головного мозга (электрокортикография или ЭКоГ) в качестве сигнала для моторного нейропротезирования. Завершая захватывающие исследования на людях с локальными полями с использованием интракортикальных электродов и долговременных рабочих интерфейсов мозг-компьютер с ЭЭГ, электрокортикография исследует промежуточный уровень пространственной специфичности и может иметь стойкость в долгосрочных записях. Сигналы ЭКоГ в конечном итоге можно было бы получить эпидурально или даже более поверхностно, если бы точные сигналы были лучше поняты. На сегодняшний день исследователи продемонстрировали, что сигналы ЭКоГ от моторной коры могут использоваться для декодирования движения и иметь точность с использованием массивов клиник (разрешение 1 см), которые могут декодировать движения рук и позволяют разделять движения пальцев. Эти сигналы использовались для интерфейса мозг-компьютер и могут использоваться для управления протезом руки человека.

Электрокортикография (ЭКоГ) — это запись сигналов головного мозга непосредственно с поверхности коры. У пациентов, подвергающихся хирургическому лечению эпилепсии, эти сигналы были доступны и показали, что они являются богатыми источниками сигналов, связанных с моторикой, которые могут управлять нейропротезом руки как частью интерфейса мозг-компьютер (BCI). Хотя клинически доступное разрешение в 1 см позволяет разделить различные типы движений пальцев за счет использования высокочастотных характеристик записи ЭКоГ (70-100 Гц), более высокие пространственные разрешения (3 мм) увеличивают способность декодировать движения пальцев и усложняют их. движения рук, такие как захват различных предметов. Идеальное разрешение является одним из нескольких пробелов в знаниях, связанных с внедрением BCI на основе ЭКоГ, наряду с неопределенностью в отношении долговечности сигналов ЭКоГ и реализации человеком обратной связи непосредственно с корой головного мозга посредством электрической стимуляции.

Конкретная цель:

Массивы с более высоким разрешением для подострых (1 неделя) временных рамок, чтобы обеспечить адаптацию и использование BCI сигналов с более высоким разрешением. Массив 8x8 с разрешением 3 мм будет размещен над сенсомоторной корой. Синергии захвата будут определены и нанесены на карту электродов, чтобы определить каналы управления для каждой синергии. Управление несколькими синергиями позволит переместить смоделированную роботизированную руку в визуально обозначенную целевую форму.

1. Синергии рук будут независимо нанесены на карту 3 мм x 3 мм (микрочип) с по крайней мере одним независимым электродом для каждой из первых трех синергий.
2. Используя сигналы от микроматрицы, участники будут правильно перемещать роботизированную руку в одну из 6 целевых поз с точностью 50%.