Gelähmte Patienten Wieder Gehen Lernen Mit der Virtuellen Realität

George DvorskyYesterday 3:35pmFiled: Neuroscience

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Eine neue bahnbrechende experiment zeigt, dass das Gehirn-Maschine-Schnittstellen in Verbindung mit exoskeletons und virtuelle Realität, auslösen können die teilweise Wiederherstellung bei Patienten nach Verletzungen des Rückenmarks.

“Wir konnten nicht erahnen, wie dieses überraschende klinische Ergebnis, wenn wir begannen das Projekt”, erklärte Nicolelis in einer Pressemitteilung. “Was zeigen wir in diesem Papier ist, dass Patienten, die ein Gehirn-Maschine-Schnittstelle für einen langen Zeitraum erfahrenen Verbesserungen im motorischen Verhalten, Tast -, und Viszeral-Funktionen unter dem Niveau des die Verletzung des Rückenmarks.”In einer neuen Studie, veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte, acht Patienten gelähmt mit Verletzungen des Rückenmarks zeigten teilweise Wiederherstellung von Muskel-Kontrolle und Empfindungen in Ihre unteren Gliedmaßen nach einem umfangreichen Trainingsprogramm mit nicht-invasiven Gehirn-gesteuerte Robotik und virtual-reality-system. Entwickelt von der Duke University neuroscience Miguel Nicolelis und Kollegen, die das system nutzten die Patienten eigene Aktivität des Gehirns zu simulieren, die volle Kontrolle über Ihre Beine, wodurch die Verletzten Teile des Rückenmarks zu re-engagieren.

Forscher haben nie gesehen, dieses Niveau der Erholung in Patienten, die so lange nach der Diagnose mit kompletter Lähmung. Fünf der Teilnehmer in die Studie wurden gelähmt, die seit mindestens fünf Jahren, während zwei wurden gelähmt seit mehr als einem Jahrzehnt.

Brain-machine-interfaces (BMIs) arbeiten durch die Schaffung einer direkten Kommunikation zwischen dem Gehirn und einem computer, der dann mit dem Patienten zur Steuerung von externen Geräten mit Ihren Gedanken, einschließlich Prothesen oder exoskelette. Früher in diesem Jahr, Nicolelis zeigten, dass es möglich war, für einen Affen zu Steuern, einen Rollstuhl mit seinem Geist, wenn auch mit einem implantierten Gehirn-chip. Im neuen experiment, das system nicht-invasiv aufgezeichneten Hunderte von Gehirn-Muster emittiert, das Gehirn, sammeln diese Motorische Befehle aus diese Signale, und dann übersetzen Sie in Bewegungen.

Während der einjährigen experiment, Nicolelis und sein team untersucht die Möglichkeiten, in die BMI-based training, könnte Einfluss auf die Fähigkeit der paraplegiker, zu Fuß mit einem Gehirn-gesteuertes Exoskelett. Ergänzung zu diesem Prozess werden Sie sich der virtuellen Realität, die, unterstützt durch Visualisierung und Geist-Körper-Bewusstsein. Während in einer virtual reality Umgebung, und wenn angeschlossen, um die exoskelette, die Patienten sehen konnte, virtuelle Darstellungen des eigenen Körpers und erhalten sogar taktile Rückmeldung.

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Die Ergebnisse waren außergewöhnlich. Die Forscher beobachteten, dramatische Verbesserungen bei den Patienten, die’ sensorische Kapazitäten, die unterhalb der Bereiche, in denen Ihre Rückenmarksverletzungen aufgetreten, einschließlich der Schmerz-Lokalisation und finden/Rohöl-touch. Sie zeigte auch verbesserte freiwillige Steuerung der Muskeln unterhalb der Verletzung. Vor dieser Studie, niemand hatte gezeigt, dass BMI-based training in Verbindung mit körperlicher Aktivität, könnte dazu führen, diese Art von neurologischen Erholung.

Diese Studie zeigt das Potenzial für langfristiges training, um die trigger-teilweise neurologische Erholung unter paraplegiker. Die Forscher sind sich nicht ganz sicher, warum das system funktioniert, aber Sie vermuten das wöchentliche training rastet das Rückenmark oder Nerven, die Verletzungen überlebt.

“Eine frühere Studie hat gezeigt, dass ein großer Prozentsatz der Patienten, die die Diagnose einer kompletten Querschnittlähmung können immer noch einige spinalen Nerven intakt gelassen,” Nicolelis sagte. “Diese Nerven gehen kann ruhig für viele Jahre, da es kein signal vom cortex zu den Muskeln.”

Gehirn-Maschine-Schnittstelle dürfte neu entfacht diese Nerven. Nur ein kleiner Teil der Fasern intakt geblieben, aber “genug, um übertragung von Signalen von der motor-kortikalen Bereich des Gehirns des Rückenmarks”, erklärte Nicolelis.

Viele der Patienten begann zu erleben tiefgreifende Verbesserungen nach sieben Monaten training. Nach 12 Monaten, vier Patienten erfuhren Verbesserungen in der Empfindung und Muskel-Kontrolle, dass die ärzte aktualisiert Ihre Diagnosen von der vollständigen zu einer teilweisen Lähmung.

In den meisten dramatische Verbesserung, eine 32-jährige Frau, die gelähmt ist, für 13 Jahre, und wer nicht in der Lage war zu stehen, war in der Lage, zu Fuß mit einem walker, Hosenträger, und ein Therapeut helfen. Während der 13ten Monat der Therapie, war Sie in der Lage, Ihre Beine bewegen sich freiwillig, während Ihr Körper Gewicht unterstützt wurde, in ein Geschirr.

Blick in die Zukunft, die Forscher planen, testen Sie Ihre Methoden an Patienten, die vor kurzem verletzt, um zu bestimmen, die Wirksamkeit von Behandlungen schneller.

[Wissenschaftliche Berichte]