Des chercheurs montrent comment les ordinateurs peuvent un jour contourner la moelle épinière

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Si je vous disais qu'un jour les ordinateurs permettront aux personnes paralysées de marcher à nouveau, me croiriez-vous? Eh bien, si le succès des chercheurs japonais la semaine dernière est une indication, la capacité de contrôler le corps humain avec un ordinateur n'est pas très loin.

Le 14 août, Yukio Nishimura, professeur agrégé de l'Institut national des sciences physiologiques (NIPS), a publié un communiqué de presse disant que l'équipe de recherche avait réussi à créer une connexion artificielle entre le cerveau et les jambes d'un sujet testé.

Selon le communiqué de presse, l'équipe a essentiellement exploité le signal du cerveau Brancher votre cerveau et votre corps - L'avenir des ordinateurs implantésAvec la tendance actuelle de l'innovation technique et du progrès, c'est le bon moment pour explorer l'état de l'art des technologies informatiques et humaines. Lire la suite pour le mouvement du bras afin que chaque fois que le patient bouge son bras pendant la marche, l'interface informatique utilisée ce signal pour contrôler un stimulateur magnétique qui a conduit le «centre de locomotion vertébrale», permettant une jambe pleine mouvement.

Bien que le sujet testé soit «neurologiquement intact», on leur a demandé de garder leurs jambes détendues. Chaque fois que le contournement de l'ordinateur était désactivé, les jambes des sujets restaient immobiles. Lorsque le contournement était activé, les jambes se déplaçaient au rythme du mouvement des bras du sujet.

Contrôler le corps avec des ordinateurs

Le but du projet était d'aider les patients souffrant de troubles de la marche dus à une lésion de la moelle épinière. De telles blessures peuvent entraîner une interruption partielle ou totale des signaux entre le cerveau et le «centre de locomotion vertébrale» qui contrôle le mouvement des jambes.

Cette interruption peut provoquer une démarche artificielle, ou l'incapacité totale de contrôler les jambes.

Selon les chercheurs, le centre de locomotion de la colonne vertébrale contrôle les mouvements réguliers comme la marche ou la natation. Le but de la recherche était d'essayer de stimuler le centre de locomotion de manière non invasive avec un aimant stimulateur, pour permettre le contrôle des jambes et la vitesse de marche sans qu'il soit nécessaire que le cerveau.

Nishimura a expliqué que même si le contournement réussi pouvait aider à permettre le mouvement là où sinon la marche était presque impossible, il y avait des limites. Les patients ne peuvent contrôler que les mouvements et la vitesse de marche de type robotique, mais pas les virages, les déplacements sur le côté ou d'autres mouvements de jambes plus complexes.

Nous espérons que cette technologie compensera la fonction des voies interrompues en envoyant un message codé intentionnellement au centre locomoteur rachidien préservé et reprendre la marche sous contrôle volontaire chez les personnes paraplégie. Cependant, le défi majeur que cette technologie ne les aide pas à esquiver les obstacles et à maintenir la posture. Nous travaillons soigneusement à une application clinique dans un avenir proche.

Test de la dérivation de locomotive

Le test de la dérivation de la moelle épinière assistée par ordinateur impliquait de «puiser» dans le signal aux bras du cerveau, puis activer le centre locomoteur dans la colonne vertébrale chaque fois que le «contournement» a été tourné sur.

Dans l'expérience, les chercheurs ont attaché un sujet à l'appareil magnétique, lui ont demandé de garder ses jambes complètement détendues. On a ensuite dit au sujet de balancer ses bras comme s'il marchait. Les chercheurs ont ensuite désactivé la dérivation et ont remarqué que les jambes des sujets ne bougeaient pas. Ensuite, ils ont permis le contournement, et les jambes des sujets ont commencé à bouger au même rythme que le mouvement du bras.

Dans la vidéo publiée par les National Institutes of Natural Sciences, vous pouvez regarder en tant que chercheurs puis abaissé le sujet au sol, où il a commencé à avancer jusqu'à ce qu'il frappe enfin un ballon de football Balle.

Contourner la moelle épinière

Ce type de recherche est en cours depuis un certain temps, avec des jalons de succès en cours de route. Par exemple, en 2011, sept ans après qu'un accident de moto l'ait laissé paralysé, des chercheurs de l'Université de Pittsburgh ont aidé Tim Hemmes, 30 ans, contrôle le mouvement d'un bras robotisé en utilisant une grille d'électrocorticographie (EcoG) placée à la surface de Hemmes » cerveau.

Ce succès, et d’autres comme celui-ci sur le terrain, ont prouvé que signaux cérébraux Programmez les battements binauraux de votre cerveau avec GnauralChaque fan de musique sait qu'un bon morceau peut changer votre humeur, mais est-il possible que les sons modifient réellement vos ondes cérébrales? Les croyants en battements binauraux le pensent. Ils réclament ces sons, lorsqu'ils sont écoutés ... Lire la suite pourrait être intercepté et interprété comme contrôler les appareils externes Contrôlez votre PC Windows en utilisant votre visage avec eViaCam Lire la suite .

En 2012, des chercheurs de la Northwestern University ont pu utiliser une technologie similaire «cerveau-machine» pour contourner la moelle épinière, un peu comme les chercheurs japonais l'ont fait la semaine dernière. Lee E. Miller, professeur en neurosciences à la Northwestern University, a expliqué la recherche sur le Northwestern comme suit:

Nous écoutons les signaux électriques naturels du cerveau qui indiquent au bras et à la main comment se déplacer, et envoyons ces signaux directement aux muscles.

Dans leurs expériences, les chercheurs du Nord-Ouest ont enregistré les signaux cérébraux et musculaires chez les singes alors que les singes saisissaient et soulevaient une balle. Les chercheurs ont ensuite développé un algorithme afin qu'ils puissent décoder les signaux cérébraux et identifier quand le sujet voulait effectuer ces mêmes actions plus tard.

Les chercheurs ont utilisé un anesthésique local pour paralyser le bras du singe au niveau du coude, puis ont utilisé une neuroprothèse pour contrôler les muscles de la main chaque fois que le motif de "mouvement de la main" droit a été reconnu par le cerveau du singe lectures. Avec la nouvelle configuration - c'est-à-dire l'ordinateur contournant la moelle épinière - les singes ont pu saisir et soulever le ballon presque aussi facilement qu'ils le faisaient lorsque la main n'était pas paralysée.

Le professeur Miller a prédit exactement où mèneraient ses recherches dans un avenir proche:

Cette connexion du cerveau aux muscles pourrait un jour être utilisée pour aider les patients paralysés en raison d'une lésion de la moelle épinière à effectuer des activités de la vie quotidienne et à atteindre une plus grande indépendance.

Les chercheurs japonais l'ont prouvé la semaine dernière et ont ouvert la voie à l'utilisation future des ordinateurs et analyse des ondes cérébrales Les 8 meilleures applications binaurales Beats pour AndroidVoici les meilleures applications de battements binauraux pour Android. Ces tonalités vous aident à vous concentrer, à vous détendre, à devenir plus créatif et bien plus encore. Lire la suite pour surmonter les problèmes physiques associés aux lésions de la moelle épinière.

Où voyez-vous la science des interfaces cerveau-machine? Les ordinateurs implantés permettront-ils un jour aux paralysés de retrouver une vie normale? Partagez vos pensées dans la section des commentaires ci-dessous.

Crédits image: Colonne vertébrale Via Shutterstock