Новый нейроинтерфейс позволил управлять отдельными пальцами протеза

Новый нейроинтерфейс позволил управлять отдельными пальцами протеза

Американские исследователи разработали нейроинтерфейс, позволяющий управлять отдельными пальцами биомеханического протеза. О своей работе они пишут в Journal of Neural Engineering.

Современные протезы, управляемые мозгом пациента, обеспечивают только синхронные движения пальцами, при которых кисть работает, как простой зажим (подобное движение человек совершает, например, когда берет теннисный мяч). Сотрудники Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, пригласили для участия в эксперименте пациента с эпилепсией, которому для выявления очага судорожной активности было назначено электрокортикографическое картирование мозга (ЭКоГ, регистрация мозговой активности с помощью электродов, подведенных непосредственно к коре мозга).

На участок коры мозга добровольца, отвечающий за движение кисти, наложили прямоугольную пластину со 128 электродами. Каждый из них регистрировал электрическую активность участка мозга диаметром около одного миллиметра. Затем пациенту предложили поочередно шевелить пальцами и записывали полученные сигналы. Электрическую активность коры при обработке тактильных ощущений зарегистрировали с помощью вибрационной перчатки, раздражающей кончики пальцев.

Полученные данные обработали с помощью специально разработанного алгоритма, и путем машинного обучения создали интерфейс упреждающего анализа сигналов мозга. Этот интерфейс позволил участнику исследования управлять пальцами модульного биомеханического протеза руки (Modular Prosthetic Limb) без предварительного обучения.


В начале эксперимента точность управления отдельными пальцами составила 76 процентов. Когда в алгоритме объединили безымянный палец и мизинец, которые в норме часто движутся совместно, этот показатель повысился до 88 процентов. Точность полного сгибания заданного пальца составила соответственно 64 и 77 процентов. После оптимизации выбора электродов максимальная точность управления отдельным пальцем достигла 96,5 процента. Движениям и тактильной обратной связи сопутствовала специфическая активация соответствующих участков коры мозга.

«Полученные результаты показали, что основанный на ЭКоГ нейроинтерфейс способен использовать природную анатомию сенсомоторной коры для управления отдельными пальцами в реальном времени без предварительных тренировок», — пишут авторы исследования. По словам одного из них, профессора неврологии Нэйтана Кроуна (Nathan Crone), для клинического применения технологию необходимо существенно доработать, и основанный на ней протез будет дорогостоящим.

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Ростех испытывает нейроинтерфейс для умных протезов
Объединенная приборостроительная корпорация «Ростеха» начала испытания нейроинтерфейса «мозга-компьютера», который позволит управлять роботизированными экзопротезами при помощи силы мысли. Об этом пишет ТАСС, ссылаясь на пресс-службу компании. По информации источника, после завершения испытаний можно будет говорить ..
2015-07-09 2338 0 Технология
0
Российские ученые разработали управляемый силой мысли квадрокоптер
Зеленоградская компания Neurobotics разработала нейроинтерфейс, который позволяет управлять квадрокоптером при помощи мозгового импульса, сообщают «Известия». Финансирование проекта взял на себя Фонд перспективных исследований (ФПИ) России, поддерживающий прикладные исследовательские программы в интересах обеспечения обороны.Генеральный ..
2015-12-22 1858 0 Технология
1
Российские физики впервые смешали свет на искусственном атоме
Группа ученых, в которую входят исследователи из МФТИ, впервые продемонстрировала эффект классического и квантового смешивания света на одиночном сверхпроводниковом кубите, выполняющем роль искусственного атома. Статья опубликована в Nature Communications.«Искусственный атом» — система, во многом похожая на обычный атом (поскольку обе эти системы ..
2017-11-19 4371 0 Технология
0
Управляемый силой мысли экзоскелет помог паралитикам пообедать
Международная группа исследователей впервые использовала экзоскелет с нейроинтерфейсом для восстановления работоспособности конечностей частично парализованных пациентов. Разработанная система может быть смонтирована на кресло-коляску и оснащена механизмом защиты от ложных срабатываний. Результаты работы опубликованы в Science Robotics.Нейроинтерфейс — система, ..
2016-12-08 3178 0 Технология
0
Leap 3D научит управлять компьютером с помощью жестов
USB-приемник с датчиками и камерой - Leap 3D компании Leap Motion позволит управлять ПК жестами пальцев. Компания уже открыла прием предварительных заказов. Цена от 70 долларов за штуку. Доставку устройства компания обещает начать в декабре 2012-го или январе 2013 года, сообщает ..
2012-05-24 1860 0 Технология
0
Корейцы представили дешевый способ выращивания графеновых пластин
Институт передовых технологий компании Samsung (SAIT) совместно с учеными университета Сонгюнгван разработали простой и дешевый способ получения графеновых пластин больших площадей, сообщает Phys.org. Ожидается, что он может привести к всплеску использования графеновых волокон в электронной промышленности, ..
2014-04-10 2525 0 Технология
0
iRing — технология бесконтактного управления смартфоном
На выставке CES 2014 компания IK Multimedia представила кольцо-контроллер движения - iRing. Это специальное устройство, с помощью которого пользователь может управлять гаджетами жестами. Новый гаджет совместим с iPhone, iPad и iPod. Возможно в скором времени выйдут устройства совместимые с Android-устройствами. Как отмечают ..
2014-01-19 1581 0 Технология
0
Учеными создан новый метод редактирования генома
Учеными из Индианы, США, разработана уникальная методика, позволяющая редактировать геном человека еще до зачатия. В этом им помогли стволовые клетки, функционирование которых исследователи обеспечили в искусственной среде. Стало известно, что ученым из университета Индианы удалось редактировать геном еще не родившегося ..
2014-12-17 8159 0 Технология
1
Новая технология позволит управлять ПК жестами пальцев
Компания Leap Motion открыла прием предварительных заказов на новый бесконтактный контроллер Leap 3D. Высокая точность позиционирования — до сотой доли миллиметра — позволяет ему распознать любой жест, в том числе движения пальцев рук, сообщает Technology Review. Leap ..
2012-05-23 1552 0 Технология
0
НАСА раздвигает границы технологии 3D-печати
НАСА успешно протестировало самые сложные части ракетного двигателя, когда-либо разработанные агентством, напечатанные с помощью технологии 3D-печати, на испытательном стенде в Центре космических полетов НАСА имени Маршалла в Хантсвилле, Алабама. Инженеры НАСА раздвигают границы технологии, ..
2014-09-04 1857 0 Технология
0
Инженеры создали квантовый холодильник
Американские ученые разработали холодильник, который использует законы квантовой физики для снижения температуры. Результаты работы сотрудников Национального института стандартов и технологий (NIST) опубликованы на сайте организации. Новый прибор в рамках эксперимента позволил охладить квадратную медную пластину ..
2013-03-14 1623 0 Технология
0
Новый материал из золота не позволит увидеть свет
Ученые предложили использовать кукубитурилы для создания нового материала, который бы не отражал свет. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Кембриджского университета. Ученые предложили использовать новый метаматериал в качестве ..
2014-07-28 1695 0 Технология
0
Honda тестирует новые экзоскелеты
Экзоскелеты известны в медицине уже давно. Однако разработка компании Honda позволяет вывести эти конструкции на новый уровень. Так, недавно в 50-ти больницах Японии были представлены 100 таких устройств, которые в данное время проходят тестирование в реальных условиях. Кроме ..
2013-06-2 1574 0 Технология
0
Мягких роботов создадут при помощи магнитной левитации
Физики из США научились управлять положением объекта в пространстве при помощи магнитной левитации, то есть бесконтактного (с точкой подвеса или опорой) движения объекта в воздухе или жидкости. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Считается, что данные ..
2014-08-26 1572 0 Технология
0
Фотосенсибилизированные ФЭП достигли КПД в 12,3 %
Швейцарские специалисты из лаборатории фотоники и интерфейсов (LPI) под руководством профессора Михаэля Гретцеля (Michael Grätzel), построили солнечную батарею с КПД в 12,3%. Это число является рекордом для ячеек на основе сенсибилизированных красителей. Предыдущее достижение в этом классе (10,6%) было показано ..
2011-11-23 2209 0 Технология
0