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神经科学为每个人!

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项目 (

实验:神经调节剂

曾经想知道你是否可以将一个蟑螂腿的神经输出连接到另一条腿?Neatal Engineering 101现在在会议中。

时间45分钟
困难中间的

你会学到什么?

在这个实验室里,您将学习NeuroMoRothetics,这是一个非常新的学科,结合神经科学,工程,机器人和物理学。

先决条件的实验室

  • 尖刺箱- 您应该熟悉如何使用尖峰盒


背景

21世纪第一个十年的令人兴奋的发展之一是神经治疗方法的改善!但是,你可能会问:“什么是神经调节剂?”神经调节剂是替换损坏的身体部位和与神经系统的界面的功能。例如,Luke Skywalker在“帝国罢工”中有一个机器人手之后Darth Vadar切断了它。由于卢克斯沃克尔可以通过简单地思考它来控制他的机器人手,但他的机器人手无疑与他手臂中幸存的神经界面界面。

在对科学的持续神秘之中,哺乳动物脑和脊髓中的神经元不会再生(除非你在记忆(海马)中的小群体,并且血液中的嗅觉(嗅觉)部分)。

因此,给定电流技术,以修复脑和脊髓,有时工程师和医生试图通过电子和计算机手段绕过伤害部位。例如,如果有人在某种程度上突破他们的脊髓,它们被限制在轮椅上。但是,他们的腿上的肌肉仍然活着,大脑仍然可以让命令像“我想移动我的腿”。然而,由于脊髓损坏,信息无法从大脑到腿部肌肉行进。

进入neuroprosthetics !如果你能“读出”来自大脑的指令信号,并用它来刺激肌肉或机械臂,你就有了神经假肢!事实上,一个 匹兹堡研究小组用这种技术训练了一只在大脑里植入电极的猴子,让它控制机械手臂来喂自己!

我们将使用两条天然蟑螂腿来演示神经假肢的基本原理。

视频

程序

除了上面的设备外,你应该买一个y分层和二扬声器来自您附近的Radioshack。首先,将蟑螂放在冰水上,然后切断其两个后腿。将蟑螂送回其房子,但考虑蟑螂现在退休的科学服务。你不想再脱掉两条腿,蟑螂仍然可以很好地靠近四条腿。将两个蟑螂腿放在尖顶盒的软木塞上,并以实验中的标准方式将一条腿连接到尖刺箱。现在:

  1. 将Y分离器插入尖峰盒。
  2. 将两个贴片电缆插入Y分离器。
  3. 将两个Radioshack放大器/扬声器插入两个贴片电缆的另一端。一个放大器/扬声器用于在进行实验时同时收听尖峰,另一个放大器/扬声器用于刺激第二条腿的肌肉(单独的尖顶箱不会产生足够的电压以刺激腿;这就是我们必须的原因通过二级放大器)。
  4. 将刺激电缆插入其中一个放大器。
  5. 将两根针插到第二个蟑螂腿上,并将刺激电缆连接到这两根针上。
  6. 打开一个放大器/扬声器以听取尖峰,然后打开第二放大器(“刺激”放大器)。由于放大器接通时,刺激腿将由于电容放电而短暂移动。慢慢地转动刺激放大器上的音量,直到腿开始抽搐。然后,将音量下降到此时下方。当你这样做时,你只是将腿上“低于阈值”。
  7. 现在,开始刷牙钩住尖顶盒的腿。你看到了什么?您是否根据不同的尖峰速率注意到刺激的腿上的任何不同效果?

我们感谢高中生Clarkston数学,科学和技术学院为了提示,我们设计了一种证明神经神经原理的实验。我们也喜欢说我们是第一个拉出这一准备的人,但我们的朋友们非常偶然和未知Mohsen Omrani.ethan催化在同一天(2011年5月25日),在安大略省金斯顿的皇后大学,我们第一次成功地演示了准备工作。

快乐的实验!伟德国际安卓让我们知道你发现了什么!

2013年更新

而不是使用蟑螂腿作为输入信号来驱动另一个蟑螂腿,您可以尝试使用我们的输入信号作为输入信号的人体电灰度(EMG)。emg spikerbox.。在此设置中,EMG Spikerbox有足够的电压直接连接到蟑螂腿 - 您不需要辅助Radioshack放大器(如上所述)。只需将刺激电缆插入EMG Spikerbox,即可立即开始!

科学公平项目理念

  • 因为当你被钩住腿时:如果你弯曲和握住,这似乎疲劳 - 你的肌肉或腿?这是为什么?有些肌肉工作比其他肌肉更好,以获得腿部的回应吗?