Somaattisen liikehermon tunnistaminen anturilla?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Hei

Mielessäni on pyörinyt ajatus , että pystyykö liikehermoa tunnistamaan antureiden avulla? Jos pystyisi tätä voisi käyttää laajalti robotiikassa. Esim tekemällä hermosto ohjattuja käsiproteeseja.

Kommentit (15)

Vierailija

kiitos hyvästä linkistä

Lähinnä kiinnostaa yksityis kohtaisesti kuinka nuo mittaamiset tapahtuu. Ei vaan tahdo mistään löytää. Hermot lähettää pieniä sähkösignaaleja jos ne sais mitattua jotenki nii vois ittekki kokeilla leikkiä tommosella Pienenä haaveena just tehä tommonen päättötyöks ,mut sinne on vielä matkaa:)

Vierailija

Kai ne toimii vähän niin, kuin EKG. Eli mittaavat lihaksien sähköistä toimintaa. Mutta pidemmälle kehitettynä liikuttavat robottikättä.

Vierailija
kabus
Kai ne toimii vähän niin, kuin EKG. Eli mittaavat lihaksien sähköistä toimintaa. Mutta pidemmälle kehitettynä liikuttavat robottikättä.



Tosin tuossa ANTURIT OLI KIINNITETTY SUORAAN HERMOIHIN. Caps lock jäi päälle.

Vierailija
Mika24h
http://www.neuronexustech.com/Products/ResearchProducts/tabid/59/Default... Tuolta löytyy jtn anturi olis kiva jos täältä löytäisi jonkun joka hallitsee kliinisen neurofysiologian vois kysyä kuinka tua yhdistäminen oikeen tapahtuu.



Tökätään anturin johtimet hermon läpi ja toivotaan että toimii.
Aivoista lähtee signaali hermoille, vaikka vain ajattelisi liikuttavansa kättä.
Homma onnistuu myös toisin päin,

Istutetaan hermon pintaan soluja, jotka on geenitekniikan avulla muunnettu valoherkiksi. Istutetaan hermon päähän ledi. Tuloksena voi olla, että rampa kävelee luontevasti.

Halvaantuneita on aikaisemminkin saatu kävelemään antamalla hermosoluille sähköärsykkeitä. Tuloksena on kuitenkin nykiviä liikkeitä. Lisäksi lihakset väsyvät jo muutamassa minuutissa, sillä sähkö saa hitaat ja nopeat lihassyyt reagoimaan väärässä järjestyksessä.

Led- ja geenitekniikalla lihas jaksaa keinotekoisen ärsytyksen avulla tehdä töitä ainakin 20 minuuttia.

Tekniikkaa nimitetään optogenetiikaksi.

Toistaiseksi on kyse hiirikokeista. Kalifornialaisen Stanford-yliopiston Medical Centerin tutkijat uskovat voivansa jonain päivänä auttaa halvaantuneita ja cp-vammaisia ihmisiä.

Optogenetiikassa hiirille on siirretty muunnettu levän geeni, joka saa hermosolut erittämään valoherkkää proteiinia hermon pinnalle. Proteiinin ansiosta hermo reagoi valoon lähettämällä lihassäikeille supistumiskäskyn.

Valolla ärsytetty lihas supistuu luonnollisemmalla tavalla kuin sähköllä stimuloitu lihas, kun taas sähköinen stimulaatio supistaa lihassäikeitä ”väärässä” järjestyksessä.

Ääreishermoston pitkät hermosäikeet ulottuvat selkärangasta luurankolihaksiin ja välittävät lihaksille tahdonalaisiin liikkeisiin liittyvät käskyt.

Luurankolihas koostuu yhden hermokuidun ja yhden lihaskuidun muodostamista kimpuista. Hermosta erkanee yksittäisiä kuituja, jotka ovat yhteydessä yhteen tai useampaan lihaskuituun. Lihaksissa on sekä suurten että pienten lihassyiden kimppuja.

Pienissä kimpuissa on hitaita lihassyitä, joita yksittäiset, ohuet hermokuidut hermottavat. Pienet hermokuidut reagoivat jo pieneen stimulaatioon, joten pienet lihassyyt ovat nopeita ja herkkiä.

Isommissa kimpuissa on yksi paksumpi hermokuitu, joka voi hermottaa tuhansia nopeita lihaskuituja. Paksun hermon laukaisemiseen tarvitaan yleensä vahvempi stimulaatio kuin ohuen hermokuidun laukaisemiseen. Isot ja nopeat lihassyyt siis alkavat supistua myöhemmin kuin pienet ja hitaat.

Nopeita lihassyitä tarvitaan lyhyisiin, voimaa vaativiin liikkeisiin kuten juoksemiseen. Ne väsyvät nopeasti polttaessaan loppuun ensisijaisen energianlähteensä glykogeenin. Pienet ja hitaat lihassyyt polttavat energiaa hitaammin, mutta voivat toimia yhtäjaksoisesti pitkään. Niitä tarvitaan tarkoissa ja hienovaraisissa liikkeissä kuten piirtämisessä ja kirjoittamisessa ja myös hienosäätämään isompien lihassäikeiden tuottamia isoja liikkeitä.

Sähköinen stimulaatio ärsyttää isoja lihassyitä herkemmin kuin pieniä. Lihassyyt supistuvat ”väärässä” järjestyksessä: ensin isot ja nopeat, sitten vasta pienet ja hitaat. Tuloksena on nykiviä liikkeitä, ja lihas väsyy muutamassa minuutissa.

Stanfordin yliopistossa kehitettiin optinen anturi ärsyttämään valoherkäksi käsiteltyä hermoa. Pienet diodit istutetaan bioteknisesti käsitellyn hiiren lonkkahermoon. Sininen led-valo tunkeutuu läpi hermon, ja kaikki hermokuidut saavat suuren ja nopean valoärsykkeen.

Pienet, hitaat lihassyyt aktivoituvat jo hyvin matalalla optisella stimulaatiolla, kun taas isot lihassyyt tarvitsevat enemmän valoa.

Optisesti stimuloidut lihassupistukset myös kestävät paljon kauemmin kuin sähköisesti aikaansaadut. Lihakset säilyttävät kolmanneksen maksimivoimastaan 20 minuuttia ja pysyvät tällä tasolla vielä pitkään tämän jälkeenkin. Sähköinen stimulaatio uuvutti samat lihakset täysin jo neljässä minuutissa.

Optinen stimulaatio supisti helpommin paljon hitaita lihassyitä sisältäviä lihaksia kuin paljon nopeita lihassyitä sisältäviä lihaksia. Sähköinen stimulaatio supisti molempia lihastyyppejä yhtä helposti.

Pitkällä aikavälillä tutkijat toivovat voivansa istuttaa valoherkkiä proteiineja koodaavat geenit turvallisesti ihmiseen. Optinen anturi voitaisiin sijoittaa mikrokirurgisesti hermokimppuihin ja ohjata valopulsseja tietokoneella.

Ryhmä tutkii myös proteiinia, jonka toiminta on päinvastainen hermoimpulssien kulku estyy valon vaikutuksesta. Tämä sovellus voisi jonain päivänä vähentää esimerkiksi cp-vammaisten pakkoliikkeisyyttä.
http://www.tekniikkatalous.fi/tk/tiede/ ... 505931.ece

jepajee
Seuraa 
Viestejä22001
Liittynyt29.12.2009
Mika24h
:) kiitos hyvästä linkistä

Lähinnä kiinnostaa yksityis kohtaisesti kuinka nuo mittaamiset tapahtuu. Ei vaan tahdo mistään löytää. Hermot lähettää pieniä sähkösignaaleja jos ne sais mitattua jotenki nii vois ittekki kokeilla leikkiä tommosella Pienenä haaveena just tehä tommonen päättötyöks ,mut sinne on vielä matkaa:)




Saanenko kysyä missä oikeen opiskelet. Tollasella päättötyöllä kun voit saada ihan tekniikan palkinnonkin. Ehkä joku eksoskeletoni olisi vähän realistisempi ja siltikin jo todella monimutkainen kapistus.

Vierailija
Mika24h
:) kiitos hyvästä linkistä

Lähinnä kiinnostaa yksityis kohtaisesti kuinka nuo mittaamiset tapahtuu. Ei vaan tahdo mistään löytää. Hermot lähettää pieniä sähkösignaaleja jos ne sais mitattua jotenki nii vois ittekki kokeilla leikkiä tommosella Pienenä haaveena just tehä tommonen päättötyöks ,mut sinne on vielä matkaa:)




Jos istuttaisi katkenneen selkäydinhermon päähän bioluminesenssin avulla valoa tuottavia soluja, voisi hermoimpulssit tunnistaa ilman hermon vaurioittamista johtimilla, mikä tuskin on pitkäaikainen ratkaisu.
Hermon toiseen katkenneeseen päähän valoherkkiä soluja ja elektroniikan avulla ohjataan signaalit oikeisiin paikkoihin.

Vierailija

Niin se voi olla aika brutaalia tunkea anturin kehoon ja saaden sen toimimaan. Siinä olisi arpeutumista ja hermon vioittumis vaara. Aika uskaliasta puhua ,että saadaan halvaantunut kävelemään . Mielestäni sitä pystyy tukea nmes ja tns laitteilla tietty suurilla taajuuksilla saa väkisin supistuksen. Tuossa artikkelissa oli paljon hyvää tietoa kiitos. Ja varsinki bioluminesenssi kuulostaa mielenkiintoisalta.
Opiskelen normaalissa AMKs ja miettiny kuinka robotiikalla + automatiikalla vois auttaa ihmisiä arkielämässä.
Ja tämä on aika kunnian himoinen tavoite/päämäärä. Pitää yrittää joka paikasta saada tietoa asiasta ja kattoa mihin se johtaa

Vierailija
jees
Saanenko kysyä missä oikeen opiskelet. Tollasella päättötyöllä kun voit saada ihan tekniikan palkinnonkin. Ehkä joku eksoskeletoni olisi vähän realistisempi ja siltikin jo todella monimutkainen kapistus.



Päättötyö ja noobeli samalla kertaa

Vierailija
Mika24h

Opiskelen normaalissa AMKs ja miettiny kuinka robotiikalla + automatiikalla vois auttaa ihmisiä arkielämässä.
Ja tämä on aika kunnian himoinen tavoite/päämäärä. Pitää yrittää joka paikasta saada tietoa asiasta ja kattoa mihin se johtaa



Kannattaa ainakin tutustua optogenetiikkaan, niin tietää miten hommat onnistuvat, aiheesta on ketju täällä, post1425528.html#p1425528

Vierailija

Aivan viime aikoihin saakka vakavat selkäydinvauriot on lähes poikkeuksetta diagnosoitu halvauksiksi. Technology Review:n esittelemä tutkimus antaa kuitenkin toivoa siitä, ettei halvaantuminen välttämättä ole ikuista.

V.Reggie Edgerton on kalifornialaislaboratoriossaan kehittänyt elektronista "hermosiltaa", joka auttaa impulsseja "hyppäämään" vaurioituneen selkäytimen toiselta puolelta toiselle.

Edgerton ja opiskelija Parag Gad käyttivät elektromyografiaan yhdistettyä siltarakennelmaa auttaakseen takajaloistaan halvaantuneita rottia juoksemaan jälleen neljällä jalalla. Kun etujalat alkoivat juosta, liike laukaisi pienen sähkövirran, joka sai takajalat liikkumaan etujalkojen mukana.

Elektromyografia on tutkimusta, jossa rekisteröidään ja analysoidaan lihastoimintaan liittyviä sähköilmiöitä.
Askellus tulee selkäytimestä

Aivot voivat kontrolloida kävelyn aloittavaa impulssia, mutta lihasten vuoroittainen liike, esimerkiksi kävellessä ja juostessa, ei ole tietoisen käskemisen alla.

”Aivoista tulevan signaalin tarkoitus ei ole aktivoida tätä lihasta, sitten tuota ja sitten taas tuota”, Edgerton sanoo. ”Sen tarkoitus on aktivoida ohjelma, joka on sisäänrakennettuna hermoverkossa. Aivoista tulee käsky: ota askel. Selkäydin tietää kyllä, mitä askeltaminen on – sitä pitää vain käskeä tekemään niin.”

Sen sijaan, että Edgerton olisi yhdistänyt elektrodeja hermoihin tai lihaksiin, hän kiinnitti hermosiltansa elektrodeihin selkäytimen ulkokalvolla. Sähköimpulssit käynnistivät selkäytimen askeltamiseen liittyvän hermoverkon ja kun jalat alkoivat kantaa painoa, selkäydin aloitti oman askeltamisensa. Yhteyttä aivoihin ei siis tarvita.

Tasainen, rytmikäs askellus onkin jotain, mitä yksittäisiä lihaksia aktivoimalla ei vielä pystytä jäljittelemään.
Jatkotutkimus käynnissä

Gad on vienyt kokeilua vieläkin pidemmälle ja luonut tekniikan, joka seuraa eläimen etujalkoja ja käyttää niiden antamaa informaatiota luodakseen sähköimpulsseja, jotka saavat myös takajalat liikkumaan.

Tutkijoilla on vielä paljon työtä tehtävänä, ennen kuin tekniikkaa voidaan soveltaa ihmisiin. Rottia on juoksutettu vain juoksumatolla, joten tekniikkaa on testattava vielä vaihtelevammalla pohjalla. Gadin kehittelemän tekniikan soveltaminen nelijalkaiselta rotalta kaksijalkaisen ihmisen käyttöön on ongelmallista, sillä ihmiset eivät käytä käsiään tavalla, joka voisi ennustettavasti aktivoida kävelyä.

EMG-elektrodeja käytetään kuitenkin jo esimerkiksi proteesiraajojen kontrollointiin.
http://www.tekniikkatalous.fi/tk/articl ... =-06122010

Uusimmat

Suosituimmat