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Accès ouvert déclaré 2026 article

Functional electrical stimulation and brain-machine interfaces for simultaneous control of wrist and finger flexion

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Rattachement africain : us, cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Background Restoring dexterous hand movements in individuals with cervical spinal cord injury requires continuous control of multiple biomechanically linked degrees-of-freedom (DOF). Brain-machine interface (BMI) controlled functional electrical stimulation (FES) is a promising method to restore hand movements. We explored the suitability of restoring movement to two biomechanically linked DOF simultaneously, finger flexion and wrist flexion, using previously introduced FES methods, namely stimulation targeting individual DOFs independently. We then demonstrate a finger and wrist movement BMI that, when combined with the FES system, could restore simultaneous control of wrist and finger flexion. Methods Two monkeys were implanted with intramuscular electrodes in muscles of the hand. Stimulation on these electrodes was used to evoke finger and wrist movements in both monkeys. Additionally, one of these monkeys was implanted with intracortical electrode arrays in the primary motor cortex and used a BMI to control wrist and finger flexion in a virtual hand without FES. Results First we demonstrate a monkey using an intracortical BMI to control the wrist and finger flexion in a virtual hand, both before and after the hand is temporarily paralyzed, achieving success rates and acquisition times equivalent to able-bodied control with BMI control after temporary paralysis in two sessions. We then show that intramuscular FES with two predetermined stimulation patterns, one targeting finger flexion and one targeting wrist flexion, can move the monkeys’ fingers and wrist across a functional range of motion. Due to the biomechanical coupling of the wrist and fingers, stimulation targeting finger or wrist flexion individually ultimately evokes movements in both DOF. However, we demonstrate that a simple control strategy treating each DOF independently was able to control both DOF simultaneously in a closed-loop task, achieving greater than 80% success rates. Conclusions We outline a method using an artificial brain-to-body interface that could restore continuous wrist and finger movements after spinal cord injury.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Functional electrical stimulation and brain-machine interfaces for simultaneous control of wrist and finger flexion
Date Crossref
05/08/2026
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Michigan Department of Biomedical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Robotics Research (United States) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Plastic Surgery Hospital pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Michigan Medicine pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Department of Biomedical Engineering pays non établi dans la notice
    Institution
  • Department of Neurosurgery pays non établi dans la notice
    Institution
  • Robotics Institute pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Department of Electrical Engineering pays non établi dans la notice
    Institution
  • Section of Plastic Surgery pays non établi dans la notice
    Institution

Department of Biomedical Engineering — University of Michigan, Robotics Research (United States) et Plastic Surgery Hospital, avec 6 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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