Forskere bruger abers hjerner til at styre robotter

Computerworld News Service: Professor i neurobiologi ved Duke Universitet Miguel Nicolelis leder et projekt om at bruge hjernesignaler fra Rhesusaber til at styre en menneskelig robot.

Ifølge Miguel Nicolelis er denne form for forskning muligvis kun et par år fra at gøre lamme mennesker i stand til igen at kunne gå ved at få dem til at bruge deres tanker til at styre fremmedlegemer, der er fastgjort til deres kroppe.

"Det er et forsøg på at give folk deres bevægelighed tilbage," forklarer Nicolelis.

"Vi trænede aben til at gå i en trædemølle, og mens den gik, optog vi dens hjerneaktivitet, som genererede dens bevægemønster. Mens aben gik, satte farten ned eller ændrede sine bevægelser, styrede dens hjerneaktivitet en robot i Japan - i real time, siger han.

Nicolelis har arbejdet på dette forskningsprojekt i 10 år. For et år siden implanterede læger 64 elektroder og en computerchip ind i hjernerne på to rhesusaber.

I torsdags var forskergruppen klar til at begynde optagelser af elektriske signaler fra et af dyrenes hjerneceller, mens det gik i en trædemølle.

Disse signaler blev transmitteret over internettet til forskere på Computational Brain Project ved Japans Forsknings-og Teknologiagentur, hvor forskere videresendte informationerne til en menneskerobot, som med det samme reagerede på abens hjerneaktivitet.

Robotten gik i det samme tempo, satte farten ned, når aben gik langsommere, og ændrede sit bevægemønster på fuldstændig samme måde som aben.

Som éns eget ben
"Normalt tager det hjernen 250 millisekunder at skabe et signal, der derefter bevæger et ben," siger Nicolelis.

"Inden for samme tidsinterval lykkedes det os at sende signalet til Japan og få et videoklip tilbage, som viste, at robotten reagerede... Hvis dette skete i en patient, ville det gå så stærkt, at vedkommende ikke ville opleve nogen tidsforsinkelse. Det ville føles som at bevæge sit eget ben," siger han.

Nicolelis lagde også mærke til, at aben kiggede med på videoen af den reagerende robot, og at den så ud til at more sig over, at robotten efterlignede dens bevægelser.

"Når aben ændrede tempo eller bevægemønster, bemærkede han, at robotten gjorde det samme," tilføjer Nicolelis.

"Den virkede meget glad, men han fik selvfølgelig også både frugt og Cheerios som belønning."

Langtidsholdbare implantater
Professoren siger, at det er bemærkelsesværdigt, at chippen og elektroderne virkede så godt et år efter, at de var blevet indopereret i aben.

"Med andre teknologier har der været mange problemer med vedligeholdelsen. Med dette forsøg har vi vist, at det er muligt, selv efter et år, at bibeholde anvendelige implantater, der hverken skader dyret eller dets hjerne. Det er et centralt punkt for fremtidige patienter."

Teknologi indbygget i kroppen
For at dette skal kunne fungere i et menneske, skal der ifølge Nicolelis implanteres både elektroder og en computerchip i patientens hjerne.

Elektroderne sender informationer trådløst til chippen, der videresender hjernesignalerne til et apparat, der er fastgjort på patientens krop.

Apparatet vil i praksis være et kulfiberskelet, der er spændt om benene, og det vil bevæge sig i overensstemmelse med personens egen hjerneaktivitet.

Nicolelis mener, at kliniske forsøg med mennesker kan begynde inden for få år.

I december forudsagde en forsker, der med succes har tilsluttet en aftensværmers hjerne til en robot, at vi om10-15 år vil benytte hybridcomputere, der er en kombination af teknologi og levende organisk materiale.

Elektroder i aftensværmerens hjerne
Charles Higgins, professor ved Arizona Universitet, byggede en robot, der bliver styret af hjernen og øjnene fra en aftensværmer.

Higgins sagde, at han spænder aftensværmeren til robotten og sætter elektroder i de nerver, som styrer øjne i aftensværmerens hjerne.

Robotten reagerer derefter på det, aftensværmeren ser - og når noget nærmer sig aftensværmeren, undviger robotten.

Oversat af Alex Zichau Hertz