니모닉 암호화 뇌 제어 생체공학적 손, 복잡한 촉각적 지각을 재현하다

과학기술일보, 베이징, 1월 20일(장지아신 기자) 과학 저널에 게재된 새로운 연구는 척수 손상 환자의 복잡한 촉각 지각을 회복하는 데 있어 전례 없는 진전을 가져왔습니다. 희망. 스웨덴 찰머스 공과대학의 연구팀은 의자나 휠체어에 장착할 수 있는 뇌 제어 생체공학적 손 장치를 처음으로 공개했습니다. 이 새로운 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 시험관 내 생체공학적 손과 뇌 자극 기술을 결합하여 지금까지 가장 복잡한 촉각적 지각을 재현합니다.

연구진은 뇌에 이식된 전극의 특정 미세 자극 패턴을 통해 손의 자연스러운 촉각적 지각을 인코딩할 수 있었습니다. 이 혁신은 척수 손상을 입은 환자가 뇌로 생체팔을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 모서리, 모양, 곡률, 움직임, 3차원 모양과 관련된 촉각적 감각을 느낄 수 있게 해주는데, 이는 의학 분야의 큰 획기적인 진전입니다.

연구팀은 "인공 촉각의 새로운 영역에 진입했다"고 말했으며, 이러한 풍부한 인식은 인간의 손이 가진 고유한 손재주, 조작 능력 및 고도로 3차원적인 촉각적 경험을 달성하는 데 필수적입니다.

이 연구에서 팀은 뇌의 감각 및 운동 영역에 임플란트를 사용하여 팔과 손을 움직이려는 의도와 관련된 두 BCI 피험자의 뇌에서 전기적 활동을 기록하고 디코딩했습니다. 활동. 그런 다음 피험자들은 생체공학적 손에 연결되고, 생각만으로 손을 제어할 수 있었습니다. 생체공학적 손에는 뇌 이식체와 통신하는 센서가 장착되어 있어서 연구팀은 복잡한 촉각 관련 감각을 생체공학적 손을 통해 피험자의 뇌 이식체로 변환하여 전송할 수 있습니다.

이 과정에서 피험자들은 물체의 가장자리를 느끼거나 손가락 끝의 움직임 방향을 느끼는 등 풍부한 촉각적 지각이 필요한 일련의 복잡한 실험을 완료할 수 있었습니다. 이는 피험자가 바이오닉 팔을 사용하여 이전에는 불가능했던 복잡한 작업(예: 물건을 집어 올리고 한 장소에서 다른 장소로 옮기는 작업)을 더 정확하게 수행할 수 있다는 것을 의미합니다. 또한, 복잡한 촉각적 지각을 전달하기 위해 연구자들은 임플란트를 통해 구체적인 자극을 피험자의 뇌에 직접 입력하여 더욱 생생한 감각적 피드백과 경험을 제공했습니다.

이 연구는 척수 손상 환자가 복잡한 촉각 감각을 경험할 수 있도록 하는 첫 단계에 불과합니다. 모든 복잡한 촉각적 특징을 포착하고 전달하려면 보다 정교한 센서와 로봇 기술(생체 피부 등)이 필요하며, 자극을 위한 이식형 기술도 더욱 개발되어야 합니다.

2021년 노벨 생리의학상은 촉각 수용체를 발견한 과학자에게 수여되었습니다. 인간이 외부의 기계적 자극을 신경 자극으로 변환하는 방법을 알아내면니모닉 암호화, 인공적인 촉각도 실현되는 건 시간문제일 뿐입니다. 최근 몇 년 동안 인공 터치 분야에서 많은 첨단 성과가 있었습니다. 이제 뇌에 이식된 칩과 로봇 팔의 조합으로 뇌는 다른 채널을 통해 촉각을 느끼고 로봇 팔을 작동할 수 있습니다. 미래에는 신체 장애가 있는 사람들 외에도 이 기술은 로봇에게도 도움이 될 것입니다. 로봇 팔의 민감성과 정밀성은 숙련된 장인의 민감성과 정밀성을 능가할 수도 있습니다. 재능 있는 손이 없더라도 우리는 여전히 세상에 영향을 미칠 수 있습니다.