Oamenii de știință descoperă ce se întâmplă cu circuitele noastre neuronale, atunci când învățăm să folosim extensii robotizate.
Ce ai face cu un deget în plus? Ai putea să stăpânești acea coardă de chitară complicată? Ai putea deveni un jucător profesionist de volei sau un păpușar experimentat?
O lungă perioadă de timp, oamenii de știință și inginerii au fost preocupați să adauge corpului uman extensii, precum un deget sau chiar un braț în plus. Am văzut toboșari cu trei brațe, și chiar anumiți pacienți cu șase degete robotizate. În prezent, un proiect numit The Third Thumb (Al Treilea Deget Mare) a arătat modul de adaptare al creierului nostru la o parte suplimentară a corpului.
The Third Thumb este lucrarea lui Dani Clode, proiectant și cercetător al Laboratorului de Plasticitate din cadrul Colegiului din Londra. Dispozitivul ei constă într-o proteză imprimată 3D, care este controlată de picioare.
Senzorii de presiune de sub degetele mari detectează mișcarea și transmit aceste informații prin Bluetooth către o curea de ceas echipată cu două motoare, care controlează degetul mare prin cablurile Bowden, similare cu cele folosite la frânele pentru biciclete. Degetul flexibil are două grade de libertate, fiecare controlat de un deget mare, mișcându-se în mod nesigur.
Într-un studiu recent publicat de bioRxiv, aceasta fiind o arhivă online a studiilor care nu sunt revizuite de la egal la egal sau publicate într-un jurnal de știință, Clode și colegii ei au investigat ce se întâmplă în creier, în momentul în care oamenii obțin o cifră suplimentară.
Timp de cinci zile, ei au instruit voluntarii să folosească degetul mare, cerându-le să finalizeze sarcini, cum ar fi construirea turnurilor Jenga, ridicarea paharelor de apă și scoaterea bilelor de marmură din cupe. Înainte și după antrenament, voluntarilor li s-au făcut analize, folosind imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI).
Cercetătorii s-au concentrat pe o anumită regiune a creierului, numită „cortexul senzorial principal”, care este activat atunci când ne mișcăm degetele. Au vrut să afle dacă antrenamentul cu degetul mare ar putea afecta această regiune.
Rezultatele lor preliminare indică faptul că, după antrenament, un voluntar a arătat mai puține diferențe între modelele de activitate ale creierului pentru degetele individuale. Cu alte cuvinte, modelele de activitate ale degetelor erau mai puțin definite, ceea ce sugerează că antrenamentul cu degetul mare a slăbit imaginea mâinii în creier.
Acesta este un exemplu de plasticitate a creierului, evidențiind capacitatea acestuia de a se reconecta atunci când se confruntă cu experiențe sau situații noi. Sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege de ce au loc aceste modificări la nivel cerebral și care ar fi efectul lor.
Descoperirile vor fi de mare interes pentru cei care dezvoltă următoarea generație de dispozitive protetice, controlate de creier. Această tehnologie „se bazează în mod critic pe capacitatea creierului nostru de a învăța, adapta și funcționa concomitent cu aceste dispozitive”, scriu cercetătorii.
„Cu toate acestea, este important ca o astfel de integrare om-robot să aibă consecințe asupra unor aspecte ale reprezentării corpului și controlului motor, care trebuie luate în considerare și explorate în continuare.”
Alte trei robo-extensii
În 2016, cercetătorii din cadrul Institutului de Tehnologie din Georgia au dezvoltat un braț robotizat, pe care toboșarii îl pot atașa de umăr. Brațul răspunde la ritmul muzicii.
Costum robot
Un costum controlat prin intermediul undelor cerebrale a permis unui francez paralizat să-și miște toate cele patru membre. Funcționează prin electrozi implantați pe suprafața creierului său.
Implantul unui cip
Cipurile implantabile din partea tehnologiei VivoKey permit oamenilor să deschidă ușile, să partajeze date sau să acceseze site-uri web cu o mișcare a mâinii. Funcționează pe principiul cardurilor de credit fără contact.
