Publicerad: 2005-06-06
Förlamad styr datorn med tanken
I filmen Star wars tredje episod får vi se hur Anakin Skywalker blir Darth Vader, hälften robot, hälften människa. Ibland överträffar verkligheten filmens värld. Nu står forskningen inför att förlamade ska kunna styra proteser endast med hjälp av tanken. På Lunds tekniska högskola finns redan en robothand kopplad till nervsystemet.
 
Förlamad styr datorn med tanken

Fotograf:
Michael Wren

handelektroder_205

Den 22 juni 2004 fick 25-åriga Matthew Nagle ett mikrochips inopererat i huvudet, kopplat direkt till hjärnans rörelsecentrum. Tre veckor senare kunde han över förväntan kontrollera enklare funktioner på en dator endast genom tanken. När han tänkte ”flytta muspekaren åt vänster”, så flyttades muspekaren åt vänster. Det här väcker hopp om att Matthew en dag ska kunna återfå sin rörelseförmåga. Han blev förlamad från nacken och ner efter en knivattack 2001.
 
Det system som gör det möjligt för Matthew att kontrollera en dator endast genom tanken heter BrainGate. Det är amerikanska företaget Cyberkinetics som ligger bakom det. Namnet BrainGate syftar på att det är ett gränssnitt som gör det möjligt att föra över och tolka information mellan hjärna och dator.
 
100 trådsmala elektroder
BrainGate fungerar genom att ett mikrochips med hundra elektroder, var och en tunnare än ett hårstrå är inopererat en millimeter djupt i hjärnans rörelsecentrum, det område som har med motorik att göra. Elektroderna fångar upp de elektriska impulser som uppstår vid aktivitet i hjärnans nervceller.
 
När Matthew till exempel tänker ”dubbelklicka”, så uppstår ett unikt mönster av impulser i hans hjärna. De mycket svaga impulserna som fångas upp av elektroderna överförs till en eller flera datorer som analyserar och omvandlar impulsernas mönster till kommandon. Matthew Nagle kan till exempel spela Tetris och andra enklare spel. Han kan sätta på och stänga av tv:n, höja och sänka dess volym.
 
Cyberkinetics grundare, John Donoghue, säger i en intervju i tidningen Wired att han siktar på att det ska bli möjligt att styra proteser via BrainGate, samt att företagets teknik även ska kunna användas för att överbrygga skadade nerver.
 
Risker
Att operera in elektronik i hjärnan medför dock vissa risker. Främst risken för infektion. En inflammation i hjärnan kan få dödlig utgång. Dessutom vet man inte säkert ännu vad ett implantat kan ha för effekt på lång sikt. Före operationen som gjordes på Matthew Nagle, hade flera liknande operationer gjorts på apor med lyckade resultat.
 
Ett sätt att undvika risken för infektion är att istället placera elektroder utanpå huvudet. Nackdelen är att det då inte går att läsa av signalerna lika exakt. På Wadsworth Center i staten New York, USA, lyckades dock en försöksperson i december 2004 att styra en markör på en datorskärm. Tekniken man använder är EEG, det vill säga samma som görs vid medicinska undersökningar av hjärnaktivitet.
 
Artificial hand project i Lund
I Sverige pågår projektet Artificial hand project på Lunds Tekniska Högskola. Där utvecklas en handprotes som är tänkt att styras via ett nervinterface, det vill säga sammankoppling mellan protes och nervsystemet.
- Vår grupp har med denna teknik kommit upp i åtta olika handrörelser med hög precision, säger Fredrik Sebelius, filosofie doktor på institutionen för elektronisk mätteknik.
 
Ännu finns inte protesen tillgänglig kommersiellt. Fredrik Sibelius uppskattar att det skulle krävas ungefär trettio miljoner kronor för att utveckla en avancerad handprotes till en lönsam produkt och att den därefter troligen skulle kosta mellan 100.000 och 150.000 kronor.
 
Den protes som Fredrik Sebelius grupp arbetar på styrs av signaler från nerver i armen. På samma sätt som det uppstår ett unikt mönster av impulser i hjärnan för varje tanke eller rörelse, finns en unik kombination av signaler i armens nerver för varje handrörelse. Utmaningen för Fredrik Sebelius grupp är att se till att dessa signaler tolkas rätt av systemet och översätter signalerna till den handrörelse som försökspersonen vill utföra med protesen.
 
Forskarnas förhoppning är att även skapa "känsel" i protesen genom att sätta sensorer på protesen och sedan låta signaler gå från sensorerna till hjärnan. Problemet med konstgjord känsel, är att det gäller att stimulera rätt nerver. Om signaler skickas till nerver som går upp i hjärnans smärtcentrum, skulle det få till följd att man känner smärta bara genom att dra protesen lätt över en yta.
Fakta:
Förlorad rörelseförmåga
Förlorad rörelseförmåga beror ofta på att nerverna är skadade eller saknas, vilket leder till att en kroppsdel inte nås av signaler, och därmed förblir orörlig. Genom att föra över signaler från mikrochips till nerver åt båda hållen går det nu att stimulera nerver och överbrygga skadade nerver med hjälp av elektronik.
 
Vill du läsa mer?
www.kevinwarwick.org eller www.suaw.com (EU-projektet "Stand up and walk", SUAW, där forskare från ett antal länder samarbetar för att återge rörelsehindrade sin rörlighet).
 
Forskaren som suddar ut gränsen mellan människa och maskin
Vad händer när en människa kopplas ihop med en dator? Den frågan vill professor Kevin Warwick och hans team vid Readinguniveristet i England få svar på. I mars 2002 lät han operera in ett mikrochips under huden. Chipset kunde skicka signaler fram och tillbaka mellan Kevin Waricks nervsystem och en dator. Även hans fru Irena Warwick fick ett mindre avancerat chips inopererat. De båda chipsen kunde kommunicera med varandra.
Syftet med projektet var bland annat att se om tankar och känslor kan överföras mellan personer över till exempel internet. Det visade sig bland annat att Kevins fru kunde få samma känsloupplevelser som Kevin. Kevin lyckades även styra en elektrisk rullstol och en handprotes genom sina nervimpulser.