הנדסה עצבית – תנועה במחשבה תחילה / מיגל א’ ל’ ניקולליס

הרעיון, ולפיו משותקים יוכלו יום אחד לשלוט באבריהם בכוח המחשבה בלבד, כבר אינו רק פנטזיה הוליוודית

מיליארדי הצופים במשחק הפתיחה של גביע העולם בכדורגל, שייערך בברזיל ב-2014, אולי יזכרו אותו לא רק בזכות השערים שתבקיע נבחרת ברזיל והכרטיסים האדומים שתקבל יריבתה. באותו יום מתכננת המעבדה שלי באוניברסיטת דיוק בארה”ב, המתמחה בפיתוח טכנולוגיות לשליטה באברים רובוטיים באמצעות אותות חשמליים מן המוח, להציב אבן דרך בהתגברות על שיתוק.

אם נצליח להתגבר על המכשולים האדירים שעדיין ניצבים בפנינו, אנו מקווים שנער (או נערה) משותק, שיעלה למגרש עוטה חליפת גוף רובוטית ולצדיו הנבחרות המתחרות, הוא שיבעט את בעיטת הפתיחה. חליפה זו, שאותה אנו מכנים “שלד חיצוני”, תעטוף את רגליו. צעדיו הראשונים על המגרש יבוצעו בהוראת אותות תנועה שמקורם במוחו של הנער ושישודרו, באופן אלחוטי, ליחידת מחשב שגודלה כגודל מחשב נייד שיישא על גבו. המחשב יתרגם את האותות החשמליים מן המוח לפקודות מנוע דיגיטליות, כדי שהשלד החיצוני יוכל לייצב את משקל הגוף של הבועט ולאחר מכן לתאם סדרת תנועות קדימה ואחורה ברגליים הרובוטיות שיוליכו אותו על הדשא הגזום. עם התקרבו למרכז המגרש, ידמיין הבועט את כף הרגל באה במגע עם הכדור. שלוש-מאות אלפיות השנייה מאוחר יותר, יורו האותות מן המוח לרגל הרובוטית של השלד החיצוני להידחק אל מתחת לכדור העור ולשגר אותו אל-על בסגנון ברזילאי.

קרדיט: קמפ רמיאר

הדגמה מדעית זו של טכנולוגיה חדשה ומהפכנית תוכיח למיליארדי צופים ששליטה מוחית במכונות יצאה מגבולות ההדגמות במעבדה והדיונים העתידניים והגיעה לעידן חדש – עידן שבו כלים מעניקים בפועל ניידות לחולים מוגבלי תנועה בשל פגיעה או מחלה. אנחנו מתקדמים בשיתוף עם גופים באירופה ובברזיל לקראת טכנולוגיה שתקשר בין המוח לבין התקנים מכניים, אלקטרוניים או וירטואליים, אולי כבר בעשור הבא. התפתחות זו תחזיר את הניידות לא רק לנפגעי תאונות ומלחמה, אלא גם לחולי ALS )המוכרת גם בשם “מחלת לו גריג”), פרקינסון ומחלות אחרות שמפריעות לפעולות מוטוריות כגון הושטת יד, לפיתה, הליכה והפקת דיבור. התקנים נוירו-פרוסתטיים, או ממשקי מוח-מכונה, יאפשרו למדענים להשיג הרבה יותר מאשר רק לעזור למוגבלים. הם יאפשרו חקירה של העולם בדרכים מהפכניות, שיעניקו לבני אדם בריאים יכולת להגביר את הכישורים החושיים והתנועתיים שלהם.

בתרחיש עתידני זה, גלי מוח רצוניים, האלף-בית שבבסיס החשיבה האנושית, יפעילו רובוטים בכל מני גדלים, ישלטו מרחוק בספינות אוויר ואולי אף יאפשרו שיתוף של מחשבות ותחושות בין בני אדם, ברשת קולקטיבית מבוססת-מוחות.

מכונות קוראות מחשבות
חליפת הגוף קלת המשקל, המיועדת לבועט שטרם נבחר, עדיין מצויה בשלבי פיתוח. בימים אלה נבנה אב טיפוס במעבדה של ידידי הטוב ועמיתי, גורדון צֶ’נג, באוניברסיטה הטכנית של מינכן. צ’נג הוא גם ממייסדי פרויקט Walk Again (ללכת שוב) – שיתוף פעולה בין-לאומי שאינו למטרות רווח בין המרכז להנדסה עצבית של אוניברסיטת דיוק, האוניברסיטה הטכנית של מינכן, המכון הפדרלי השווייצרי לטכנולוגיה בלוזן והמכון הבין-לאומי על שם אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח בנטאל שבברזיל. בחודשים הקרובים יצטרפו לפרויקט הבין-לאומי הזה כמה חברים חדשים ובהם אוניברסיטאות ומכוני מחקר נחשבים מכל רחבי העולם.

הפרויקט מסתמך על שני עשורים כמעט של עבודה חלוצית שנעשתה באוניברסיטת דיוק בנושא ממשקי מוח-מכונה, מחקר שצמח בעצמו ממחקרים שנערכו בשנות ה-60, כשמדענים ניסו להתחבר למוחות של בעלי חיים ולראות אם אפשר להזין אות עצבי למחשב ולהפעיל באמצעותו התקן מכני. בשנות ה-90 ובעשור הראשון של המאה הזאת, עמיתיי ואני באוניברסיטת דיוק פיתחנו שיטה להשתלת מאות חיישנים דקיקים כשערה וגמישים, המכונים חוטי-מיקרו, במוחות של חולדות וקופים. בעשרים השנים שעברו הראינו כיצד החודים הגמישים האלה מסוגלים, מרגע שהושתלו, לזהות אותות חשמליים זעירים, הקרויים פוטנציאלי פעולה, ומופקים על ידי מאות תאי עצב יחידים המצויים בקליפת המוח הקדמית והקודקודית – האזורים המגדירים מעגל מוחי עצום האחראי ליצירת תנועות רצוניות.
במשך עשור שלם של ניסויים בבעלי חיים, שימש הממשק הזה לתרגום אותות מן המוח ליצירת תנועה בזרועות, בידיים וברגליים רובוטיות. פריצת הדרך החשובה התרחשה ב-2011, כששני קופים במעבדה שלנו למדו לשלוט באמצעות מוחם ביד וירטואלית במחשב, שנגעה בחפצים בעולם הווירטואלי אך גם החזירה אות משוב של “מגע מלאכותי” באופן ישיר למוחו של כל קוף. בעזרת התוכנה הצלחנו לאמן את בעלי החיים להרגיש מגע של אצבעות וירטואליות הנשלטות באופן ישיר בידי מוחם שלהם.

איחוד Walk Again, בסיוע צוות בין-לאומי של חוקרים במדעי המוח, רובוטיקאים, מדעני מחשבים, מנתחי מוח ומומחי שיקום, החל לעשות שימוש בממצאים האלה, שעלו מן המחקרים בבעלי חיים, ולסלול דרך חדשה לגמרי כדי לשקם ולאמן משותקים קשים בשימוש בטכנולוגיות ממשק מוח-מכונה כדי להחזיר לעצמם ניידות גופנית מלאה. למעשה, הצעדים הראשונים של הבועט הטקסי העתידי שלנו יתרחשו ב”מערת הסביבה הווירטואלית האוטומטית” – תא מתקדם של מציאות מדומה שמסכים מותקנים על כל קירותיו ועל הרצפה והתקרה. המועמד שלנו, שחייב להיות בשלב זה של הטכנולוגיה צעיר וקל-משקל, יחבוש משקפי תלת-ממד וכיסוי ראש המזהה גלי מוח באופן לא פולשני (באמצעות אֶלקטרואֶנצֶפַלוֹגרפיה (אא”ג) ומַגנֶטואֶנצֶפַלוגרפיה). הוא ישקע בתוך הסביבה המדומה שתקיף אותו מכל עבר וילמד לשלוט בתנועותיו של גוף וירטואלי בכוח המחשבה בלבד. לאט ובהדרגה, התנועות של גוף זה ייעשו מורכבות יותר, עד שיגיעו לרמת השליטה המדויקת הדרושה להליכה על פני שטח לא אחידים, או לפתיחת מכסה של צנצנת ריבה וירטואלית.
להתחבר לתאי העצב

התנועות המכניות של השלד החיצוני הממשי מסובכות יותר לביצוע מתנועותיו של הגוף הווירטואלי, כך שהטכנולוגיה והאימון יצטרכו להיות מורכבים יותר. כדי לשלוט בגפיים הרובוטיות יהיה גם צורך להשתיל אלקטרודות במוח. לא נוכל להסתפק בהצבת השתל מתחת לגולגולת, אלא נצטרך גם להגדיל את מספר תאי העצב שהוא “יקרא” בו-זמנית ברחבי קליפת המוח. רבים מן החיישנים ימוקמו בקליפת המוח המוטורית – אזור באונה הקדמית שקשור להפקה של תבניות מוטוריות, המועברות באנשים בריאים אל חוט השדרה, שממנו יוצאים תאי עצב אחרים המתאמים את עבודת השרירים. (יש מדענים הסבורים שיהיה אפשר להשיג אינטראקציה כזאת בין המוח לבין השרירים אפילו באמצעות שיטה לא פולשנית לתיעוד פעילות המוח, כגון אא”ג, אך מטרה זו טרם הושגה בפועל).

גרי לֶהיוּ מן הקבוצה שלי באוניברסיטת דיוק המציא חיישן מסוג חדש: קובייה מקליטה, שכשמשתילים אותה במוח, מסוגלת לקלוט אותות מאזור תלת-ממדי בקליפת המוח. בשונה מחיישנים מוחיים קודמים, הבנויים כמערכים שטוחים של אלקטרודות שקצותיהן מזהים אותות עצביים חשמליים, הקובייה של להיו שולחת חיישני-מיקרו דקיקים למעלה, למטה ולצדדים מתוך תעלה מרכזית.

הגרסה הנוכחית של הקובייה שלנו מכילה עד 1,000 חוטי-מיקרו מקליטים. מכיוון שכל חוט מסוגל להקליט אותות מארבעה או משישה תאי עצב יחידים, כל קובייה מסוגלת בעיקרון לקלוט פעילות חשמלית של 4,000 עד 6,000 תאי עצב. בהנחה שנוכל להשתיל כמה קוביות כאלה בקליפת המוח הקדמית והקודקודית, האזורים האחראים לקבלת החלטות ולשליטה ברמה גבוהה בתנועה, נוכל לדגום בו-זמנית עשרות אלפי תאי עצב. על פי מודל התוכנה התאורטי שלנו, די בפריסה כזאת כדי ליצור את גמישות התנועה הדרושה להפעלת שלד חיצוני בעל שתי רגליים ולהחזיר את יכולת התנועה העצמאית למטופלים שלנו.

כדי לטפל בשטף הנתונים שמגיע מן החיישנים האלה, אנחנו מתקדמים גם בפיתוח דור חדש של שבבים עצביים מותאמים במיוחד למשימה מסוימת. שבבים כאלה יושתלו בגולגולת של המטופל יחד עם המיקרו-אלקטרודות ויחלצו את הפקודות המוטוריות הגולמיות הנדרשות להפעלת שלד חיצוני מלא.

כמובן, צריך לשדר את האותות המתקבלים מן המוח אל הגפיים התותבות. טים הנסון, שסיים את הדוקטורט לאחרונה באוניברסיטת דיוק, בנה מערכת הקלטה אלחוטית של 128 ערוצים המצוידת בשבבים ובחיישנים, שאפשר להחדיר לגולגולת. המערכת מסוגלת לשדר גלי מוח מוקלטים למקלט מרוחק. הגרסה הראשונה של השבבים העצביים האלה נבדקת כעת בהצלחה על קופים. למעשה, לא מזמן צפינו בקוף הראשון שהפעיל ממשק מוח-מכונה בכל שעות היממה ששידר באופן אלחוטי אותות מן המוח. ביולי 2012 הגשנו בקשה לממשלת ברזיל, לקבל רשות להשתמש בטכנולוגיה זו בבני אדם.

אצל הבועט הכדורגל העתידי שלנו, הנתונים ממערכות ההקלטה יועברו באלחוט אל יחידת עיבוד ממוחשבת קטנה שתימצא בתרמיל גב. מעבדים דיגיטליים רבים יריצו אלגוריתמים שונים של תוכנה, שיתרגמו אותות מוטוריים לפקודות דיגיטליות שיכולות לשלוט בחלקים הנעים, או במנועים, שיהיו מפוזרים על פני המפרקים של החליפה הרובוטית – חלקי חומרה שקובעים את מיקום הגפיים המלאכותיות בשלד החיצוני.

עוצמת המוח
הפקודות יאפשרו למי שיישא את השלד החיצוני לצעוד, להאט, להאיץ, להתכופף או לעלות במעלה גרם מדרגות. חלק מהתאמות היציבה של החומרה התותבת יטופלו במישרין על ידי המעגלים האלקטרו-מכניים של השלד החיצוני, ללא קלט עצבי כלשהו. הלבוש הזה, דמוי חליפת חלל, יישאר גמיש ועדיין יספק תמיכה מבנית לגוף – תחליף לעמוד השדרה האנושי. ממשק המוח-מכונה, שינצל עד תום את השילוב בין אותות שליטה מן המוח ובין רפלקסים אלקטרוניים שמגיעים מן המנועים, יאפשר לבועט הגביע העולמי שלנו – כך אנחנו מקווים – לנוע בכוח הרצון במלוא מובן המילה.

הבועט לא זו בלבד שינוע באמצעות השלד החיצוני, אלא אף יחוש את האדמה שעליה הוא ידרוך. השלד החיצוני ישחזר תחושת מגע ושיווי משקל בעזרת חיישנים מיקרוסקופיים, שיחושו את גודל הכוח שנוצר כתוצאה מתנועה מסוימת, ויעביר את המידע בחזרה למוח. הבועט אמור להיות מסוגל להרגיש את המגע שנוצר בין הבוהן לכדור.

עשר שנות הניסיון שלנו בבניית ממשקי מוח-מכונה מראות שברגע שהבועט יתחיל לנהל קשר הדדי עם השלד החיצוני, יתחיל מוחו לשלב את הגוף הרובוטי כשלוחה ממשית של תפיסת הגוף שלו. הניסיון המצטבר מתחושה מתמשכת זו של מגע עם האדמה ומיקום הרגליים הרובוטיות יאפשר לו לנוע בצעדים שוטפים, על המגרש או על מדרכה. כל השלבים בפרויקט מחייבים בדיקות קפדניות ורציפות בניסויים על בעלי חיים לפני שיהיה אפשר לעבור להפעילם בבני אדם. כמו כן, כל ההליכים חייבים לעבור אישור של רשויות התקינה בברזיל, בארה”ב ובאירופה כדי להבטיח בקרה מדעית ואתית ראויה. על אף כל האי ודאות, והזמן הקצר שדרוש להשלמת ההדגמה הפומבית הראשונה, הרעיון הפשוט של יעד שאפתני כזה הביא להתעוררות חסרת תקדים כמעט של העניין במדע בחברה הברזילאית.

שליטה מרחוק
הבעיטה הפותחת של גביע העולם – או, אם נחמיץ את תאריך היעד, אירוע דומה כגון המשחקים האולימפיים והפראלימפיים בריו דה ז’נרו ב-2016 – תהיה יותר מאשר פעלול חד-פעמי. רמז למה שיהיה אפשר להשיג בעזרת הטכנולוגיה הזאת אפשר לקבל מניסוי דו-שלבי בקופים שכבר הושלם. ב-2007, צוות המחקר שלנו באוניברסיטת דיוק אימן קופי רזוס ללכת זקופים על הליכון בזמן שנמדדה פעילותם החשמלית של יותר מ-200 תאי עצב בקליפת המוח. במקביל, גורדון צ’נג, שהיה אז במעבדות ATR לרובוטים תבוניים ולתקשורת בקיוטו שביפן, יצר פרוטוקול אינטרנט מהיר במיוחד, שאפשר לנו לשדר את זרם הנתונים העצביים היישר לקיוטו. הנתונים הוזנו לתוך הבקרים האלקטרוניים של הרובוט דמוי-האדם CB1. בחציו הראשון של ניסוי חובק-עולם זה בחנו צ’נג והקבוצה שלי אלגוריתמים שפותחו קודם לכן לתרגום מחשבות לשליטה בזרועות רובוטיות. הניסוי הראה שהאלגוריתמים האלה יכולים לתרגם תבניות של פעילות עצבית שכרוכה בתנועה דו-רגלית להמיר אותן להליכה של זוג רגליים מכניות.

התוצאות של חציו השני של הניסוי היו מפתיעות הרבה יותר. בזמן שאחת מן הקופות שלנו, אידויה, הלכה על ההליכון בדורהם שבצפון קרולינה [מקום מושבה של אוניברסיטת דיוק], שידר ממשק המוח-מכונה שיצרנו זרם רציף של נתוני הפעילות החשמלית במוחה, דרך חיבור האינטרנט של צ’נג, לקיוטו. הרובוט CB1 זיהה את הפקודות המוטוריות והתחיל ללכת גם הוא, כמעט מיד. בהתחלה הוא נזקק למעט תמיכה במותניים, אך בניסויים מאוחרים יותר הוא החל לנוע באופן עצמאי בתגובה לפקודות שהופקו במוח הקופה בצד השני של העולם.

יותר מזה, אפילו כשעצר ההליכון ואידויה הפסיקה ללכת, היא עדיין הייתה מסוגלת לשלוט בתנועות הרגליים של CB1 בקיוטו, פשוט באמצעות התבוננות ברגליים הזזות דרך צילום וידאו בזמן אמת ומחשבה על כל צעד ש-CB1 צריך לעשות. היא המשיכה לייצר את דפוסי המוח הדרושים כדי לגרום לרובוט ללכת, גם כשהגוף שלה עצמה לא ביצע את הפעולה המוטורית. הדגמה זו של ממשק מוח-מכונה חוצה יבשות הראה שאדם, או קוף, מסוגלים להתעלות בקלות מעל למרחב, לכוח ולזמן ולשחרר את הפקודות המוחיות מן המגבלות הפיזיקליים של הגוף הביולוגי שבו שוכן המוח ולשגרן אל התקן מעשה ידי אדם שמצוי הרחק מן המחשבה שהפיקה את התנועה המקורית.

מניסויים אלה עולה, שבעזרת ממשקי מוח-מכונה נוכל לתפעל רובוטים בסביבות שבני אדם לא יוכלו לעולם להגיע אליהן בגופם. המחשבות שלנו יוכלו להפעיל כלי ניתוח מיקרוסקופיים בתוך גוף אנושי, או לשלוט ברובוט דמוי-אדם בניסיון לתקן דליפה בתחנת כוח גרעינית.

הממשק יוכל גם לשלוט בכלים שמפעילים הרבה יותר כוח, או הרבה פחות, משמפעיל הגוף שלנו, ובכך ישבור את המגבלות היום-יומיות על הכוח שאדם יכול להפעיל. החיבור בין מוח קוף לרובוט דמוי אדם כבר ביטל את מגבלות השעון: הטיול המנטלי של אידויה על פני העולם ארך 20 אלפיות השנייה – פחות מן הזמן שנדרש לה להזיז את אחת מגפיה שלה.

העבודה שביצענו עם הקופים מעניקה לנו לא רק חזון מעורר השראה לעתיד הרחוק, אלא גם ביטחון בכך שהתכנית שלנו בת ביצוע. נכון לזמן כתיבת מאמר זה, אנחנו ממתינים לראות אם התאחדות הכדורגל הבין-לאומית (FIFA), האחראית לארגון הטקס, תסכים להצעתנו לתת לצעיר משותק ברגליו להשתתף בטקס הפתיחה של משחקי הגביע העולמי ב-2014. ממשלת ברזיל, שממתינה גם היא לתשובה של FIFA, תומכת באופן עקרוני בבקשתנו.

יש קשיים ביורוקרטיים ומדעיים שעומדים בפני מימוש החזון שלנו, אך איני יכול להפסיק לדמיין איך זה יהיה, כששלושה מיליארדי בני אדם יצפו בצעידה קצרה והיסטורית על הדשא הירוק במגרש – כשצעיר ברזילאי משותק יעמוד, ילך שוב בכוח רצונו (או רצונה), יבעט כדור ויבקיע שער בלתי נשכח עבור המדע במדינה שהתמחתה במשחק הנהדר הזה.

על המחבר
מיגל א’ ל’ ניקולליס (Nicolelis) הוא מחלוצי תחום הפרוסתטיקה העצבית. הוא פרופסור למדעי המוח בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת דיוק, וממנהלי המרכז להנדסה עצבית של האוניברסיטה.

תקציר
גלי מוח יכולים לשלוט בתנועה של סמן במחשב, בזרועות רובוטיות, ובקרוב גם בחליפה שלמה: שלד חיצוני שיאפשר למשותקים ללכת ואולי אף לנוע בקלילות.
שליחת אותות מקליפת המוח החיצונית לצורך הפקת תנועה בשלד החיצוני היא תוצר מתקדם של כמה טכנולוגיות ביו-חשמליות, ששוכללו בשנים האחרונות.
משחק הפתיחה של הגביע העולמי בכדורגל ב-2014 בברזיל ישמש במה להדגמת השימוש בשלד חיצוני בשליטה מוחית, אם צעיר נכה יבעט את בעיטת הפתיחה הטקסית כמתוכנן.

ציר הזמן
הדרך הארוכה לתותבות בשליטה מוחית
גפיים חלופיות מוכּרות כבר אלפי שנים, כתגובה רציונלית לצורך שמתעורר בעקבות פצעי מלחמה, פגמים מולדים ופגיעות אחרות. כיום, הטכנולוגיה משוכללת כל כך עד שאפשר לשלוט באיבר מלאכותי באמצעות אותות חשמליים המועברים היישר מן המוח.
1500-1000 לפני הספירה
האזכור ההיסטורי הראשון
ספר הינדי קדוש, שנכתב במהלך תקופה זו, מזכיר את וישפָּלָה שרגלה נקטעה לאחר פציעה בקרב. הרגל הוחלפה בתותב ברזל, שאפשר לה לחזור לצבא.
המאה הרביעית לפני הספירה
ממצא עתיק
אחד מן האברים המלאכותיים העתיקים ביותר שהתגלו, שעותק שלו מוצג כאן, נמצא בחפירות בדרום איטליה ב-1858. הוא יוצר ב-300 לפני הספירה לערך, מנחושת וברזל, ויועד ככל הנראה לאדם שרגלו נקטעה מתחת לברך.
המאה ה-14
תותחים וקטיעות
הופעת אבק השריפה בחזיתות המלחמה באירופה הגדילה מאד את מספר החיילים הפצועים. במאה ה-16, פיתח אמברואז פּארֶה, הרופא המלכותי של כמה מלכים צרפתיים, טכניקות להצמדת גפיים עליונות ותחתונות לנפגעים, והחזיר את השימוש בקשירה לעצירת זרימת הדם.
1861-1865
מלחמת האזרחים האמריקנית
המלחמה בין הצפון לדרום גרמה לקטיעות גפיים רבות. אחד הגידמים היה בריגדיר-ג’נרל סטיבן ג’וזף מק’גרוארטי. מימון ממשלתי נרחב וזמינות של חומרי הרדמה, שאפשרו ניתוחים ממושכים יותר, שיפרו את טכנולוגיית התותבות בתקופה זו.
1963
ממשק מוחי פרימיטיבי
חוזה מנואל רודריגז דלגאדו השתיל אלקטרודה נשלטת מרחוק בגרעין הזנבי, עמוק בתוך מוחו של שור, וגרם לו לעצור ממרוצתו בלחיצת כפתור. התקן זה הקדים את ממשקי המוח-מכונה המודרניים.
1969
ניסויים חלוציים
אברהרד פץ מאוניברסיטת וושינגטון ביצע ניסוי שבו קופים אומנו להפעיל אותות חשמליים במוח כדי לשלוט בפעולתו של תא עצב יחיד, שנמדד באמצעות מיקרו-אלקטרודה מתכתית.
שנות ה-80
להאזין לגלי מוח
אפוסטולוס גאורגופולוס מאוניברסיטת ג’ונס הופקינס גילה דפוס פעולה חשמלית בתאי העצב המוטוריים של קופי מקק רזוס, שהופיע כשהם סובבו את ידיהם בכיוון מסוים.
שנות ה-90 הראשונות
מתחברים
ג’ון צ’אפין, כיום באוניברסיטה של מדינת ניו יורק, ומיגל א’ ל’ ניקולליס פיתחו טכניקה שאפשרה הקלטה בו-זמנית של עשרות תאי עצב נפרדים באמצעות אלקטרודות בהשתלה קבועה, ובכך סללו את הדרך למחקר על ממשקי מוח-מכונה.
1997
תנועה משופרת
הופיעה תותבת הברך C-LEG, שנשלטת על ידי מיקרו-בקר, ושבגרסתה הנוכחית מאפשרת למשתמש להפעיל הגדרות מותאמות לפעילויות כגון רכיבה על אופניים.
1999-2000

משוב חיובי
המעבדות של צ’אפין וניקולליס פרסמו את התיאור הראשון של ממשק מוח-מכונה, שהופעל באמצעות פעילות במוח של חולדות. החיות חוו את התנועה דרך אות משוב חזותי. שנה לאחר מכן פרסמה המעבדה של ניקולליס את המחקר הראשון שבו קוף שלט בתנועות של זרוע רובוטית באמצעות פעילות מוחית בלבד.
2008-2012
בלייד ראנר
אוסקר פיסטוריוס [המוכר בכינוי בלייד ראנר] לא עמד בקריטריונים למשחקים האולימפיים של קיץ 2008, אך ניצח בגדול במשחקים הפראלימפיים, והגיע לחצי הגמר בריצת 400 מטר באליפות העולם באתליטיקה, שנערכה ב-2011 בטגו שבדרום קוריאה. [פיסטוריוס השתתף באולימפיאדת לונדון ב-2012 ובמשחקים הפארלימפיים שהתקיימו אחריה – העורכים].
2011
הקוף חושב, הדמות הווירטואלית מבצעת
הצוות של ניקולליס במרכז להנדסה עצבית באוניברסיטת דיוק הראה כיצד קוף מסוגל להשתמש במחשבות כדי לתפעל תנועות של דמות וירטואלית (אווטאר).
2012
ממוחי אל זרועי הרובוטית
ג’ון דונוהיו מאוניברסיטת בראון ועמיתיו הראו שאדם בעל שתל מוחי מסוגל לתפעל זרוע רובוטית כך שתרים כוס משקה, בעזרת מערכת הממשק העצבי BRAINGATE.

עוד בנושא
Controlling Robots with the Mind. Miguel A. L. Nicolelis and John K. Chapin in Scientific American, Vol. 287, No. 4, pages 46-53; October 2002.
Cortical Control of a Prosthetic Arm for Self Feeding. Meel Velliste et al. in Nature, Vol. 453, pages 1098-1101; June 19, 2008.
Beyond Boundaries: The New Neuroscience of Connecting Brains with Machines-and How It Will Change Our Lives. Miguel Nicolelis. St. Martin’s Griffin, 2012.
2014

בעיטת פתיחה סייבורגית
המעבדה של ניקולליס מתכוונת לייצר שלד חיצוני עבור צעיר נכה, שיבעט את בעיטת הפתיחה של הגביע העולמי בכדורגל בברזיל.