일반적으로 자극을 경험할 때는 눈이나 귀와 같은 감각으로 인식 된 다음 뇌로 이동하여 뇌의 관련 영역으로 처리됩니다. 이것은 정보가 일반적으로 뇌와 신체에 의해 처리되는 방식입니다. 그러나 로체스터 대학교 (University of Rochester)의 두 신경 과학자들은 최근 뇌-기계 인터페이스를 실험했으며 원숭이의 뇌에 직접 정보를 주입 할 수 있음을 발견했습니다.
실험의 결과는 최근 Academic Journal Neuron에 발표되었으며, 연구에 따르면 전기 자극은 시험 대상으로 사용되는 원숭이의 프리 모터 피질에 정보를 직접 이식하는 데 사용되었습니다. 이 연구는 여전히 예비이지만 로체스터 대학교 연구원들은 그들의 작업이 임플란트가 뇌졸중과 신경 질병을 치료하는 데 도움이되는 길을 열어 줄 수 있기를 희망합니다.
로체스터 대학교 (University of Rochester)의 연구원이자 의사뿐만 아니라 연구의 선임 저자 인 마크 H. 쉐이버 (Marc H. Scheiber)는 그들의 연구는 다른 뇌 자극에 대한 다른 연구와 다르다고 말했다. 뇌 자극 프로젝트를 수행하는 대부분의 연구자들은 1 차 감각 피질 (청각 피질, 시각 피질 및 체성 피질 피질 포함)을 자극하는 영향에 중점을 두지 만, 자극이 주제에 동의 할 수있는 감각적 인 영역에있을 필요는 없다는 것을 입증하는 데 중점을 두었습니다.
.전극과 함께 게임을하는
연구원들은 간단한 게임을하기 위해 두 붉은 털 원숭이를 훈련시키는 것으로 시작했습니다. 이 게임은 원숭이가 움직임과 시각적 지침을 기반으로 작업을 수행하도록하는 것이 포함되었습니다. 연구원들은 두 원숭이에게 4 개의 다른 물체를 보여 주었고, 각각의 물체 하나는 끄거나 켜질 수있는 빛으로 조명되었습니다. 두 원숭이 앞의 패널에는 버튼, 두 개의 다른 손잡이 및 손잡이가 포함되었습니다. 물체를 둘러싼 조명이 원숭이를 켜면 조명 된 물체에 손을 뻗어 보상을받을 수 있습니다.
조명 구멍 내의 다양한 물체는 각각 빛을 켜기 위해 다른 동작이 필요했습니다. 예를 들어, 버튼이 빛나고 밀어야하거나 실린더가 밝아지고 당겨 질 필요가 있습니다.
연구원들이 원숭이들에게 게임을하기 위해 훈련 한 후, 그들은 프리 모터 피질 내에있는 일련의 전극을 원숭이들에게 장려했습니다. 처음에, 연구원들은 조명 중 하나가 켜질 때마다 빠르고 희미한 전기 자극의 파열을 전달했습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 조명은 결국 완전히 꺼질 때까지 조명이 어두워지고 어두워 질 것입니다.
연구팀은 붉은 자극이 전기적 미세 자극 이었음에도 불구하고 털 원숭이가 보상을 얻기 위해 올바른 조치를 수행 할 수 있음을 발견했습니다. 이것은 감각 영역을 모두 우회하여 뇌에 직접 정보를 주입하고 뇌가 자극에 대한 올바른 반응을 형성 할 수 있음을 의미합니다.
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``원숭이들은 우리에게 자신의 느낌을 말할 수 없으므로 미세 기압을 움직임과 연관 시키도록 훈련시키는 것은 우리가 충동을 느끼거나 어떤 경험을했는지 확인할 수있는 방법입니다. 
이전의 연구에 따르면 뇌의 특정 지역에 대한 전기 자극은 사람들이 자동으로 그리고 무의식적으로 사지를 반응하게 할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 연구원들은 이것을 통제했고 이것이 원숭이들에게 일어나는 일이 아니라는 것을 알았습니다.
이 연구에서 가장 흥미로운 점 중 하나는 연구원들이 원숭이의 두뇌에 주사 한 신호가 보상을받는 데 사용되는 장치와 근본적인 연결이 없다는 것입니다. 연구원들은 전극의 위치를 재 할당하여 조명의 원숭이를 재교육하여 사물을 변경했습니다. 원숭이가 전극의 위치를 전환하는 하나의 규칙 세트로 조정 된 후 전극이 완전히 다른 물체를 나타 내기 위해 발사되었습니다.
그런 다음 연구원들은 전기 펄스의 지속 시간이 얼마나 간단한지를 실험했습니다. 결국, 그들은 5 초만 지속 된 전기 충격을 적용하고 있었는데, 원숭이가 자동으로 응답하기에는 너무 부족했습니다. 그럼에도 불구하고 원숭이는 여전히 조명을 켜지 않고 게임 버전을 마스터했습니다.
캔자스 대학교 의료 센터의 신경 생리 학자 인 폴 체니 (Paul Cheney)는 전기 자극이 어떤 유형의 의식적 인식을 생성한다고 결론 지었다. 그러나 그 의식적 인식은 여전히 미스터리입니다.
뇌-기계 인터페이스에 대한 eapeutic 응용
이 연구의 다른 주요 저자 인 Kevin A. Mazurek는이 연구는 뇌-컴퓨터 기계/인터페이스가 감각 영역 외부의 뇌의 다른 지역에서 잠재적으로 사용될 수 있음을 암시합니다.
.이것은 뇌졸중 및 기타 유형의 뇌 손상 또는 질병에 대한 치료의 개발에 획기적인 일 수 있습니다. 희망은 뇌의 손상된 부분이 기계로 우회 될 수 있고 전극을 사용하여 뇌의 온전한 영역으로 전송 된 관련 정보가 우회 될 수 있기를 희망합니다. 기본적으로 전극은 온전한 영역에서 발생하는 뉴런 활동에 대해“도청”할 수 있으며, 예를 들어 해당 정보를 전직 피질에 보냅니다.
.뇌-기계 인터페이스는 뇌 손상이나 뇌 질환을 가진 사람들의 삶을 향상시키는 데 필수적이었습니다. 최근에 Mindbeagle이라는 BMI는 다른 사람들과 의사 소통 할 수없는 고정화 된 사람들을 허용했습니다. Mazurek과 Schieber는 그들의 작업 이이 분야에서 더 많은 발전으로 이어질 수 있기를 희망합니다.
Schieber와 Mazurek 은이 실험을 위해 작은 전극과 함께 일했지만 엔지니어는 훨씬 더 큰 이식 가능한 어레이를 설계하기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 총 1,000 개의 전극이 포함 된 배열에 대한 계획이 있습니다. 이 더 큰 배열은보다 복잡한 정보 패킷을 전송할 수있게합니다. 연구원들은 가까운 시일 내에 인간의 시험이 이루어질 수 있기를 희망합니다.
우리는 "매트릭스"와 같은 시스템을 사용하지 않을 가능성이 없을 것입니다. 우리는 언제라도 책의 내용을 머리에 머리에 비울 수있는 "매트릭스"와 같은 시스템을 가지고 있지는 않지만, 연구는 뇌 손상의 희생자와 뇌-기계 인터페이스 전체에 대한 혜택이 될 수 있습니다.
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