Information transmission capacity of the nervous system of the arm – an information and communication engineering approach to the brachial plexus function, Acta Universitatis Ouluensis C Technica 195

Ihmisen kädessä on suuri määrä hermosäikeitä jotka kuljettavat tietoa keskushermoston sekä käden reseptorien, lihasten ja rauhasten välillä. Hermostossa on aina tietoliikennettä. Kun käsi on levossa, reseptorit lähettävät jatkuvasti tietoa keskushermostoon päin. Kun kättä liikutetaan, tietoliikenne hermostossa on intensiivisempää, koska tällöin keskushermosto ei pelkästään vastaanota tietoa reseptoreilta vaan myös lähettää käskyjä lihaksille. Insinöörin näkökulmasta katsottuna käden hermosto on tiedonsiirtokanava jonka toinen pää on keskushermostossa ja toinen pää käden periferiassa. Miten tämä tiedonsiirtokanava on mitoitettu? Käsi on erittäin monimutkainen systeemi jota liikuttaa yli kuusikymmentä lihasta ja jossa on valtava määrä reseptoreja. Luonto on mitoittanut tämän systeemin tarvitseman tiedonsiirtoväylän tarkoituksenmukaisella tavalla siten että sen eri osien tiedonsiirtovaatimukset täyttyvät. Tässä väitöskirjassa on rakennettu matemaattinen malli käden hermoston maksimaalisen tiedonsiirtokapasiteetin arvioimiseksi. Mallilla tarkastellaan käden hermostoa kokonaisuutena informaatioteorian valossa. Malli käyttää syötteenään käden hermoston fysiologisia ja toiminnallisia ominaisuuksia sekä antaa tulokseksi arvion käden maksimaalisesta tiedonsiirtokapasiteetista. Mallin tuloksena käden maksimaaliseksi tiedonsiirtokapasiteetiksi saatiin tässä tutkimuksessa noin 10 Mbit/s. Siten, jos käden hermostolle tulisi rakentaa keinotekoinen ohjaus, yhden tavallisen USB väylän (12Mbit/s) kapasiteetti riittäisi tarvittavaan tiedonsiirtoon. Tässä väitöskirjassa kehitettyä matemaattista mallia voidaan soveltaa myös muiden ääreishermoston osien tarkastelemiseen. Jatkotutkimusten aiheena onkin soveltaa mallia laajemmin ihmisen ääreishermostoon ja lopulta määrittää ihmisen koko ääreishermoston maksimaalinen tiedonsiirtokapastieetti.

ISBN-10:
951-42-7226-9
Kieli:
ENGL
Tekijät:
Hannula Manne
Tuotekoodi 013304
13,00 €