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Gehirn-Computer-Verbindung stellt eine Bewegung zum Quadrupel Mann

DIENSTAG, 28. März 2017 (HealthDay News) - Eine Tasse Kaffee ergattern, einen Schluck trinken.

Es ist etwas, was die meisten Menschen tun würden, ohne zu denken, jeden Tag. Aber für Bill Kochevar ist es ein lebensverändernder Schachzug.

Das liegt daran, dass Kochevar, 56, vor acht Jahren bei einem Fahrradunfall alle Bewegung unter seinen Schultern verloren hat. Aber jetzt ist er der erste Tetraplegiker der Welt, der eine Dualimplantat-Technologie erfolgreich einsetzt, um wieder Bewegung zu bekommen.

"Für jemanden, der acht Jahre verletzt wurde und sich nicht bewegen konnte, ist es einfach großartig, sich bewegen zu können Ich ", sagte Kochevar, der in Cleveland lebt. "Es ist besser, als ich dachte."

Das neue System, das es ihm erlaubt, einfache Aufgaben zu erledigen, beinhaltet zwei Technologien.

Erstens, sagte Forscher an Clevelands Case Western Reserve Universität, wurde Kochevar operiert, um zwei winzige zu platzieren Sensoren - jeweils etwa so groß wie ein Baby Aspirin - im Bereich der motorischen Kortex seines Gehirns. Das ist die Gehirnregion, die für die Handbewegung verantwortlich ist.

Dieser Schritt schuf eine "Gehirn-Computer-Schnittstelle", die interpretieren konnte, welche Bewegungen seine Gehirnsignale initiieren wollten.

Die Übertragung dieser Impulse in eine echte Armbewegung war die nächste Schritt. Zuerst wurde Kochevar vier Monate lang trainiert, wobei er die Schnittstelle nutzte, um einen "virtuellen" Realitätsarm zu bewegen. Als nächstes hatte er 36 muskelanregende Elektroden in seinen Ober- und Unterarm implantiert, darunter vier für Bewegungen der Finger und des Daumens , Handgelenk, Ellenbogen und Schulter. Die Elektroden wurden 17 Tage nach der Operation eingeschaltet und stimulierten die Muskeln über 18 Wochen acht Stunden pro Woche, um die Kraft und Bewegung des Arms zu steigern und Muskelerschöpfung zu reduzieren, erklärten die Forscher.

Schließlich war die Gehirn-Computer-Schnittstelle verbunden mit den Elektroden in Kochevars Arm, damit seine Gehirnsignale in Bewegung umgesetzt werden können.

Das Ergebnis? Ein Jahr nach der Aktivierung der Neuroprothese trank Kochevar in 11 von 12 Versuchen erfolgreich Kaffee und gab ihm selbstständig Forkfoods in den Mund.

Nach Angaben des Forschungsteams haben Wissenschaftler erstmals das Gehirn wiederhergestellt kontrolliertes Erreichen und Ergreifen in einer Person mit totaler Lähmung. Anstatt zu versuchen, spinale Verletzungen zu reparieren, umgeht diese Annäherung sie, die gesagten Forscher.

Kochevar ist "wirklich Boden für die Rückenmarkverletzungsgemeinschaft," sagte Studie älterer Autor Bob Kirsch, Vorsitzender der Abteilung von Case Western Reserve der biomedizinischen Technik .

"Dies ist ein wichtiger Schritt zur Wiederherstellung einiger Unabhängigkeit", sagte er in einer Pressemitteilung der Universität.

Wird das System für andere gelähmte Menschen funktionieren? Das bleibt abzuwarten. "Die ultimative Hoffnung eines jeden dieser Individuen besteht jedoch darin, diese Funktion wiederherzustellen", fügte Benjamin Walter, Professor für Neurologie bei Case Western, hinzu.

"Durch die Wiederherstellung der Kommunikation des Willens, sich vom Gehirn direkt zum Körper zu bewegen , diese Arbeit wird hoffentlich beginnen, die Hoffnung von Millionen gelähmter Menschen wiederherzustellen, dass sie eines Tages wieder frei beweglich sein werden ", sagte er in der Pressemitteilung.

Zur Zeit, als der neue Bericht geschrieben wurde, hatte Kochevar die Neuro-Prothesensystem, genannt BrainGate, für fast zwei Jahre (717 Tage) und hatte nur vier kleinere Komplikationen erfahren, die behoben wurden.

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht 28. März in

The Lancet . Schreiben In einem begleitenden Journal-Editorial sagte Steve Perlmutter von der University of Washington: "Diese Studie ist bahnbrechend als der erste Bericht einer Person, die funktionelle Mehrgelenksbewegungen einer gelähmten Gliedmaße mit einer motorischen Neuroprothese ausführt."

"Diese Behandlung ist jedoch nicht annähernd richtig dy für den Einsatz außerhalb des Labors ", warnte er. "Die Bewegungen waren rauh und langsam und erforderten ein kontinuierliches visuelles Feedback, wie es für die meisten verfügbaren Gehirn-Maschine-Schnittstellen der Fall ist, und hatten eine eingeschränkte Reichweite aufgrund der Verwendung eines motorisierten Geräts, um Schulterbewegungen zu unterstützen."

Somit bleiben Kochevars neu entdeckte Fähigkeiten ein "prinzipientreuer" erster Schritt, betonte Perlmutter.

Dennoch "ist es trotzdem eine aufregende Demonstration, und die Zukunft der motorischen Neuro-Prothetik zur Überwindung der Lähmung ist heller", sagte er .

Schon jetzt, so die Researcher, laufen Bemühungen, die Technologie drahtlos zu machen und ihre Gehirn- "Entschlüsselungsfähigkeiten" zu verbessern.

Kochevar weiß, dass mehr Arbeit getan werden muss, und versteht, dass er möglicherweise mehr Operationen zur Verbesserung benötigt über die Technologie.

Gerade jetzt, "dies wird die Betreuer nicht ersetzen", sagte er. "Aber auf lange Sicht werden Menschen in der Lage sein, in begrenztem Umfang mehr für sich selbst zu tun."

Weitere Informationen

Die Christopher und Dana Reeve Foundation bietet Ressourcen zur Lähmung.

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