211service.com
Tongcontrole
Kan de tong een dwarslaesie helpen een glad glas of een zacht, zacht katje op te rapen? Justin Williams en zijn collega's van de Universiteit van Wisconsin testen elektrische stimulatie van de tong als aanvulling op visuele feedback voor hersengestuurde computerinterfaces, zoals die worden gebruikt om prothetische armen te besturen. Volgens onderzoek dat vorige week werd gepresenteerd op de Society of Neurosciences-conferentie in Washington, DC, toonden de onderzoekers aan dat vrijwilligers de beweging van een cursor op een computerscherm net zo goed kunnen besturen door elektrische stimulatie van de tong te gebruiken als dat ze het kunnen controleren met visuele stimulatie. feedback.
Hersenmachines: Een vrijwilliger test een hersen-computerinterface die wordt ontwikkeld aan de Universiteit van Wisconsin. Het bestaat uit een elektro-encefalogram (EEG) kapje dat hersenactiviteit registreert en een apparaat dat de tong stimuleert. De positie van de gele bal op het scherm wordt weergegeven in elektrische activiteit op de tong van de vrijwilliger. De vrijwilliger gebruikt hersenactiviteit (ingebeelde bewegingen) om de bal naar het rode doel te verplaatsen.
Het tongapparaat opent nieuwe manieren voor apparaten om op een collaboratieve manier met de hersenen en het lichaam te communiceren, zegt Gerwin Schalk , een onderzoekswetenschapper aan het Wadsworth Center in Albany, NY, die niet betrokken was bij het onderzoek. Als we meer manieren hebben om feedback te geven, zou dat de prestaties verbeteren.
De tongstimulator bestaat uit een dunne-filmreeks van 144 elektroden - hij is iets groter dan een kwart - die op het oppervlak van de tong zit. Een stimulator levert elektrische signalen op basis van visuele informatie, in dit geval de beweging van een stip op een computerscherm. Het werkt als een monitor met een lage resolutie en een array van 12 bij 12 pixels, zegt Williams. Een soortgelijk apparaat is al in gebruik voor mensen met evenwichtsstoornissen - tongstimulatie vertelt de gebruiker of haar hoofd rechtop staat - en wordt ook getest als visueel hulpmiddel voor blinden.
Voor het huidige project bevestigden wetenschappers het tongapparaat aan een dop die elektrische activiteit van de hersenen via de hoofdhuid afleest met behulp van elektro-encefalografie (EEG). De EEG-cap wordt ontwikkeld als onderdeel van een neurale prothese voor mensen die ernstig verlamd zijn. Speciaal ontwikkelde software kan detecteren wanneer de gebruiker overweegt zijn of haar armen of voeten te bewegen, waarmee vervolgens een cursor op het scherm kan worden bediend.
Gebruikers bepalen meestal hoe goed ze een taak uitvoeren, zoals het gebruik van hersenactiviteit om een bal naar een doel op een scherm te verplaatsen, door naar de positie van de bal te kijken. Williams en zijn collega's ontdekten dat de vrijwilligers net zo snel en nauwkeurig konden presteren als de locatie van de bal werd weergegeven als een patroon van elektrische activiteit op de tong zonder visuele informatie.
De onderzoekers hopen het apparaat te gebruiken om prothetische ledematen te vergroten. Wanneer we een kopje oppakken, gebruiken we visuele signalen om onze hand ernaartoe te brengen, maar we gebruiken tactiele en andere informatie, zoals de zwaarte of textuur, om te beoordelen hoe moeilijk het is om te grijpen. Dit soort feedback ontbreekt bij bestaande prothetische ledematen. Een handprothese kan misschien wonderbaarlijke dingen mechanisch doen, maar als het onderwerp niets aan de vingertoppen kan voelen, beperkt het enorm de hoeveelheid manipulatie die ze kunnen doen, zegt Marc Schieber , een arts en wetenschapper aan de University of Rochester Medical School, die niet betrokken was bij het onderzoek.
Hoewel de tong misschien een vreemde locatie lijkt om sensorische informatie te leveren, zegt Williams dat het eigenlijk een ideale plek is. Het is een van de dichtste enerverde organen; het heeft receptoren voor smaak, pijn en temperatuur, zegt hij. Onder bepaalde omstandigheden kan het apparaat zelfs de smaak stimuleren, zoals zoet en zuur. Wat betreft hoe de elektrische schokken voelen: een beetje zoals Pop Rocks, zegt Williams.