植入的假肢设备恢复,在猴子中提高了决策能力受损

(bob游戏医学Xpress) - 通过成功恢复猴子的决策过程,研究人员已经致力于恢复脑病患者的特定大脑功能和伤害。
想象一下,一种假肢装置,能够恢复由于脑疾病或伤害而降低容量的人的决策。虽然这可能听起来像科幻小说,但苏醒森林浸信会医疗中心的研究人员已经证明了第一次在非人类的灵长类动物中,并相信有一天的人就是可能的。
从本质上讲,科学家们使用了电子假体系统,在蜂窝水平下挖掘大脑中的现有电路,并记录多个神经元的烧制模式前额外的皮质,大脑的一部分参与了决策。然后,它们“播放”将记录回相同的大脑区域以电刺激决策神经活动。它不仅恢复功能,在某些情况下,它还改进了它。
“这假肢装置就像“翻转交换机”,实时打开决定,“Sam Deadwyler,Ph.D.,苏醒森林浸礼会教授,以及该研究的高级作者,发表于9月份。14问题神经工程学报。
在这项研究中,科学家们训练了五只猴子,将多个图像匹配在计算机屏幕上,直到它们正确70%到75%。首先,屏幕上出现的图像,培训动物以选择使用手动控制的光标选择。然后屏幕将空白最多两分钟,然后重新出现两到八个图像,包括初始屏幕,在同一屏幕上。
当猴子正确选择它们首先显示图像时,电子假体装置通过采用由南方大学研究人员开发的多输入多输出非线性(MIMO)数学模型来记录与其决定相关的神经脉冲的模式加利福尼亚州。
在研究的下一阶段,一种已知破坏的药物认知活动,可卡因,被施用于动物以模拟脑损伤。当动物重复图像选择任务时,他们的决策能力从正常的下降了13%。然而,在这些“药物会议”期间,当动物可能选择错误的图像并播放先前记录的“正确”的神经模式时,检测到MIMO假体。
根据研究结果,MIMO器件在恢复可卡因受损的决策能力方面非常有效,以提高10%以上正常的水平,即使药物仍然存在并活跃。
“为什么MIMO假体在提高性能方面有效的基础是因为我们专门编程模型以识别当动物实时正确执行行为任务时发生的神经模式,这是该特定设备的独特特征,”说罗伯特·汉普森,博士,苏醒森林浸信会的生理学和药理学副教授,以及研究的主要作者。
“基于本研究的调查结果,我们希望将来能够开发一种植入的神经调节,可以帮助人们因脑损伤而从认知缺陷中恢复,”汉普森说。
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