Le singe contrôle les mouvements des membres de 'avatar' en utilisant son esprit


Le singe contrôle les mouvements des membres de 'avatar' en utilisant son esprit

Dans le film Avatar , Les humains opèrent les corps d'une espèce humaine-hybride, appelée Na'vi, avec leurs esprits. Maintenant, les chercheurs de Harvard Medical School à Boston, MA, ont mis en place une technique similaire chez les singes - utilisant des dispositifs neuronaux qui ont permis à un singe aléatoire de contrôler l'esprit de celui qui a été temporairement paralysé.

L'équipe de recherche, y compris Ziv Williams du Département de neurochirurgie de l'école de médecine de Harvard, affirme que les résultats démontrent que de telles stratégies pourraient être utilisées pour la réadaptation des patients paralysés.

La recherche a récemment été publiée dans le journal Nature Communications .

Selon les chercheurs, des recherches antérieures ont démontré que les neurones dans de nombreuses parties du cerveau sont capables de contrôler des dispositifs externes, comme un curseur sur un écran d'ordinateur. Cette communication directe est connue sous le nom d'interface cerveau-machine (IMC).

Les chercheurs disent que des études récentes ont même montré que l'utilisation d'IMC pourrait potentiellement contrôler les membres robotiques.

En 2012, Medical-Diag.com A rapporté une étude détaillant comment une femme paralysée a pu contrôler une main prothétique robotique avec ses pensées.

Mais l'équipe de recherche note que bien que des résultats comme ceux-ci constituent une avancée importante dans le contrôle moteur, un autre objectif important a été de déterminer comment un individu paralysé peut contrôler le mouvement de ses propres membres.

Cependant, les auteurs de l'étude affirment qu'il y a eu des problèmes pour atteindre ce but.

"Contrairement au contrôle des dispositifs externes, un problème distinct dans l'atteinte du contrôle des mouvements des membres est que la sortie du système moteur - par exemple, le tractus cortico-spinale et ses afférences associées - n'est généralement pas explicitement connue", expliquent-ils.

"La combinaison exacte des contractions musculaires agonistes et antagonistes successives utilisées naturellement pour produire des mouvements de membres à différentes cibles dans l'espace est difficile à déterminer ou à reproduire explicitement".

Mais les chercheurs disent qu'ils ont l'intention d'aborder ces problèmes en mettant l'accent sur les cibles de mouvement spécifiques elles-mêmes, plutôt que d'intervenir dans la trajectoire de mouvement.

Le singe Avatar contrôlé par une activité neurale préenregistrée

Pour l'étude, l'équipe de recherche a utilisé deux singes macaques Rhesus âgés de 6 à 8 ans.

Un singe a été sédatif et utilisé comme «avatar», tandis que l'autre était utilisé comme «maître» du singe. Les deux singes se sont relayés soit par l'avatar, soit par le maître au cours de diverses sessions.

La nouvelle étude détaille comment un singe «maître» a pu contrôler les mouvements des membres d'un singe «avatar» sédatif en utilisant une activité neurale préenregistrée.

Les chercheurs ont implanté une puce dans le cerveau du maître singe qui a surveillé l'activité de jusqu'à 100 neurones.

Le singe avatar avait jusqu'à 36 électrodes implantées dans sa moelle épinière. Des tests ont été effectués pour déterminer comment diverses combinaisons d'électrodes ont eu une incidence sur le mouvement du singe.

Les mouvements physiques du maître singe ont été jumelés aux modèles d'activité électrique qui ont eu lieu dans les neurones.

Les deux singes étaient alors reliés l'un à l'autre, les singes maîtres envoyant des signaux de mouvement à la moelle épinière et aux muscles du singe avatar.

"Le singe fonctionnant comme le maître était responsable de contrôler le mouvement basé sur les activités neuronales enregistrées corticales, et l'autre singe sédatif fonctionnait comme l'avatar et était responsable de générer des mouvements basés sur des stimulations distales de la moelle épinière et / ou des muscles", expliquent les chercheurs.

Le singe de l'avatar a tenu un joystick, tandis que le singe maître pensait à diriger un curseur présenté sur un écran.

"Si le singe [maître] pensait à bouger le bras vers le haut, la moelle épinière [de l'avatar] serait stimulée pour provoquer le mouvement des membres vers ce même emplacement vers le haut", a expliqué Williams à Medical-Diag.com .

Après avoir effectué une série d'expériences, les chercheurs ont constaté que le maître singe était capable de contrôler avec précision le mouvement du bras du singe avatar dans 80 à 90% des tests.

Commentant les résultats, la recherche dit:

Nous démontrons que les activités décodées des populations prémoteuses et leurs réponses adaptées peuvent être utilisées, après une brève formation, pour diriger efficacement le membre d'un avatar vers des cibles distinctes affichées de manière variable sur un écran ".

Traitement potentiel de la paralysie

Selon la Fondation Christopher et Dana Reeve, il y a environ 6 millions de personnes aux États-Unis vivant avec une paralysie - l'équivalent de 1 personne sur 50.

Les chercheurs concluent qu'ils espèrent que leurs résultats conduiront à des approches qui permettent une récupération et une restauration plus rapides du mouvement des membres chez les patients atteints de paralysie.

Williams a dit Medical-Diag.com :

À l'avenir, il est possible d'implanter une micropuce dans le cerveau et une autre micropuce dans la moelle épinière sous le site d'une blessure, puis de les connecter à l'aide d'un mini-ordinateur afin de créer un contournement fonctionnel à la colonne vertébrale qui Peut réanimer son propre membre paralysé."

Il nous a dit que l'équipe de recherche envisageait de créer un processus neuronal similaire à ce qui a été utilisé dans cette étude, mais qui pourrait "faire des mouvements à une résolution beaucoup plus fine et dans l'espace 3D".

"En fin de compte, notre espoir est de commencer à traduire une partie de ce travail en utilisation clinique", a-t-il ajouté.

Medical-Diag.com A récemment rapporté une étude détaillant la première main artificielle à sensibilité accrue qui a permis à un amputé de se sentir.

Miguel Nicolelis: A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. (Médical Et Professionnel Video 2020).

Section Des Questions Sur La Médecine: Pratique médicale