新闻:Cell重磅发现,瘫痪者可通过脑机接口成功恢复触觉和运动能力

健康人非常熟悉手指被门缝夹住的疼痛感,这种健康人经常体验到甚至厌恶的感觉却是脊髓损伤(SpinalCordInjurySCI)患者难以感受的。脊髓损伤患者绝不是少数,美国的一项调查显示,从2015年至今,目前能统计到的此类患者就大约有288,000

43日,《Cell刊载来自俄亥俄州哥伦布市巴特尔纪念研究所的重磅研究给这些患者带来了希望。研究人员表示能够使用脑机接口(Brain-ComputerInterfaceBCI)系统,恢复严重脊髓损伤的患者手部触觉。在这项研究中,研究人员评估了一种假设,即通过脑机接口技术,破译来自受损手部的残余感觉神经活动,并将其动态转换为用户可以感知的闭环感觉反馈,从而潜在地增强感知功能。而触觉对于运动控制至关重要,因此,除了单独恢复触觉,脑机接口技术有望让脊髓损伤患者仅仅通过一只手,同时恢复触觉和运动功能。

 

这项研究的参与者是28岁的Ian Burkhart,他在2010年的一次潜水时不幸发生意外,并因临床上完全性的AIS-AC5脊髓损伤(美国脊髓损伤协会减损量表,A级)而长期瘫痪。研究人员在Burkhart皮肤上放置了电极系统,并在他的大脑运动皮层中植入小型记录芯片。这种装置利用电线将运动信号从大脑直接传递到肌肉,从而绕开了脊髓损伤的部分,使Burkhart可以充分控制自己的手臂和手,

 

图1 Burkhart控制自己的胳膊喝汽水

研究人员表示,这款脑机接口系统有三个重要的改进首先,该系统使Burkhart能够仅通过触觉就能可靠地检测到某些东西,在将来,该系统也可能会被用来查找和捡起一个看不见的物体;另外,该系统也是第一个能够同时恢复运动和触觉的脑机接口,在运动过程中体验到增强触摸的能力,使患者能够拥有更好的控制感;最后,这款改进的脑机接口系统能够感应到在处理物体或捡拾物体时要使用多大的力,例如,在捡拾像塑料杯等这样的易碎物体时使用较轻的握紧力,但在捡拾重物时使用更大的握紧力

 

图2 论文提出的脑机接口系统示意图

研究人员还表示,他们的长期目标是开发一种可以在家庭中和实验室中都能正常工作的脑机接口系统。研究人员目前正在努力制造下一代套管(Sleeve),其中包含所需的电极和传感器。

 

 

注:本文系转载,版权归原作者所有,旨在传递分享脑机接口技术最新信息。

原文链接:

https://www.sohu.com/a/390817962_120559089?scm=1002.44003c.fe017c.PC_ARTICLE_REC

https://www.leiphone.com/news/202004/SBoOdfYxiVQ6PJZ2.html 



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