Giao diện não-máy mang lại hy vọng cho chấn thương não, thị lực
Một lĩnh vực mới nổi, nó mô tả nỗ lực sử dụng những gì đã biết về cách bộ não xử lý và đóng gói thông tin để phát triển máy móc hoặc thiết bị giúp con người phục hồi chức năng sau chấn thương hoặc bệnh tật.
Hãy nghĩ: Một mình bộ não của bạn có thể điều khiển con trỏ của máy tính.
Đó không phải là khoa học viễn tưởng như người ta vẫn tưởng. Tại Neuroscience 2010 ở San Diego tuần này, trong cuộc họp thường niên của Hiệp hội Khoa học Thần kinh, các nhà nghiên cứu đã báo cáo về cách các giao diện não-máy cho phép não bộ điều khiển con trỏ, tăng tốc độ phục hồi khả năng kiểm soát tay ở bệnh nhân đột quỵ và mang lại hy vọng phục hồi thị lực. sau tổn thương võng mạc.
Chỉ trong 6 phút, những người tham gia vào một nghiên cứu đã học cách di chuyển con trỏ màn hình chỉ bằng suy nghĩ của họ, Anna Rose Childress, Tiến sĩ, nhà nghiên cứu tại Đại học Y Pennsylvania, cho biết.
Đây là cách thực hiện: Những người tham gia đã ở bên trong một máy quét MRI chức năng, máy quét này ghi lại lưu lượng máu trong các vùng não đang hoạt động. Một nghiên cứu khác đã gợi ý rằng khi mọi người được cung cấp thông tin phản hồi về những tín hiệu não này, họ có thể kiểm soát được chúng.
Khi những người tham gia nằm trong máy quét, máy tính học cách phát hiện hai mẫu não do các tình nguyện viên trưng bày. Trong một, những người tham gia được yêu cầu nghĩ về việc đánh một quả bóng tennis và trong đó, tưởng tượng về việc di chuyển từ phòng này sang phòng khác.
Tiếp theo, họ lặp lại các mẫu suy nghĩ và di chuyển con trỏ màn hình có liên quan đến hoạt động não của họ.
"Mỗi suy nghĩ được liên kết với hoạt động trong một phần não cụ thể," Childress nói. Quả bóng tennis đại diện cho hoạt động lặp đi lặp lại của cánh tay và sự di chuyển từ phòng này sang phòng khác thể hiện sự điều hướng không gian.
Tất cả 14 đối tượng, sau khóa đào tạo ngắn hạn, đã có thể di chuyển con trỏ bằng suy nghĩ của họ.
Trong một nghiên cứu khác, Satoko Koganemaru, Tiến sĩ, một nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto, Nhật Bản, cho biết trong một nghiên cứu khác, sự kết hợp giữa kích thích não và vật lý trị liệu giúp tăng tốc độ phục hồi khả năng kiểm soát bàn tay ở bệnh nhân đột quỵ.
"Đột quỵ dẫn đến căng cơ tăng lên bất thường cộng với yếu cơ," cô nói.
Cô đã thực hiện kích thích từ trường xuyên sọ, một kỹ thuật không xâm lấn đôi khi được sử dụng để điều trị trầm cảm, cho 9 bệnh nhân đột quỵ. Nó được bôi lên phần não bị tổn thương do đột quỵ, trong khu vực liên quan đến kiểm soát vận động.
Các bệnh nhân cũng đã thực hiện "thực hành vận động," co và giải phóng các cơ của ngón tay và cổ tay của họ.
Liệu pháp kết hợp tiếp tục hai lần một tuần trong 6 tuần.
Koganemaru đã chiếu một đoạn video về một bệnh nhân. Bà nói: “Chúng tôi nhận thấy bệnh nhân có thể cử động cổ tay và bàn tay trong phạm vi rộng hơn. Bệnh nhân cũng có khả năng cầm nắm tốt hơn, cô nói.
Ba tháng sau, những cải tiến vẫn được duy trì. Tại sao? Koganemaru nói: “Thông qua luyện tập và kích thích não, não sẽ thích nghi, giúp kiểm soát cơ tốt hơn.”
Sheila Nirenberg, Tiến sĩ, một nhà nghiên cứu tại Đại học Y Weill Cornell ở New York, cho biết đối với những người bị bệnh thoái hóa võng mạc, võng mạc nhân tạo mới trông giống như nó có thể khôi phục thị lực bình thường hơn các thiết bị giả võng mạc hiện có.
Cô nói: “Không thể có tầm nhìn gần với tầm nhìn bình thường. Các thiết bị khác đã tập trung vào việc tăng số lượng tế bào được tái kích hoạt trong võng mạc bị tổn thương, cô nói. Thiết bị mới còn hơn thế nữa. “Chúng tôi đã phát triển một bộ phận giả võng mạc kết hợp mã thần kinh của võng mạc”.
Nirenberg cho biết chỉ đơn giản là kích thích các tế bào là chưa đủ, điều quan trọng là phải kích thích chúng bằng mã phù hợp - mã mà võng mạc gửi đến não để chuyển đổi hình ảnh thành tín hiệu mà não có thể hiểu được.
Trong thiết bị mới, một bộ mã hóa lấy hình ảnh và chuyển nó thành mã được sử dụng bởi các tế bào hạch, chúng nhận thông tin hình ảnh từ bên ngoài. Tiếp theo, một đầu dò có các tế bào hạch "cháy" theo mã. Kết quả là một hình ảnh tự nhiên hơn, không chỉ là cảm nhận về các điểm và cạnh.
Nirenberg cho biết, thiết bị mới đã tái tạo lại khuôn mặt, phong cảnh và thậm chí cả giấy in báo.
Cô nói: “Nó nâng hiệu suất của hệ thống lên mức gần như bình thường. Hệ thống này mới chỉ được thử nghiệm trên động vật, nhưng Nirenberg sẽ sớm lên kế hoạch cho các nghiên cứu trên người.
Nguồn: Society for Neuroscience
