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脑机接口

脑机接口技术可恢复脊髓损伤患者的手部感觉

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Battelle和俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心的一组研究人员报告说,通过使用脑机接口技术,他们成功地恢复了严重脊髓损伤患者的手部感觉。这一发展之际,世界各地的研究人员正在研究能够恢复因受伤或疾病而瘫痪的人的肢体功能的技术。 

研究 发表在杂志上 细胞 在4月23日 

人工感觉反馈

这项新技术依赖于无法察觉的微小神经信号的使用,这些信号通过人工感官反馈得以增强,并被反馈回个人。这种方法大大提高了运动功能。 

Patrick Ganzer是Battelle的第一作者和首席研究科学家。 

“We’重新接受知觉下的触摸事件,并将其提升为有意识的感知,” says Ganzer. “当我们这样做时,我们看到了一些功能上的改进。当我们第一次恢复参与者时,这是一个巨大的尤里卡时刻’s sense of touch.”

参加者

参与者是一名28岁的男子,他在2010年卷入了一次驾驶事故,造成了严重的脊髓损伤。参与者的名字叫Ian Burkhart,自2014年以来一直参与一个名为NeuroLife的项目,以恢复其右臂的功能。 

新开发的设备使用放置在皮肤上的电极系统以及植入运动皮层的小型计算机芯片。有电线将运动信号从大脑传递到肌肉,从而避免了脊髓损伤。使用该设备,Burkhart可以控制他的手臂并完成一些动作,例如提起咖啡杯,刷信用卡以及玩需要用手和手臂玩的视频游戏。 

“直到现在,由于缺乏感官反馈,Ian有时觉得自己的手很陌生,” Ganzer says. “除非他密切注意自己的动作,否则他也难以控制自己的手。这需要大量的注意力,并且使得几乎不可能完成简单的多任务处理,例如在看电视时喝苏打水。”

每当研究人员刺激他的皮肤时,都没有感觉,但是他的大脑中仍然存在神经信号。问题在于神经信号是如此之小,以至于无法感知。研究人员能够增强信号,使大脑能够做出反应。 

通过使用触觉反馈,将知觉下的触摸信号人为地发送回了Burkhart,这使他能够感知它们。 

使用新方法,Burkhart能够仅通过触摸来检测事物。另一个突破是该系统是第一个允许立即恢复移动和触摸的BCI,从而提供了更好的控制感。最后,该方法允许BCI系统感测正确的压力以处理物体。 

研究人员团队希望创建一个可以在家庭中使用的BCI系统。当前正在开发下一代套筒,该套筒包含可以穿脱的电极和传感器。他们还在一个能够由平板电脑而非计算机控制的系统上工作。 

“看到来自最初创建的设备的传感信息的可能性真是太神奇了,该设备仅允许我沿单向方向控制我的手,” Burkhart says.

 

亚历克斯·麦克法兰(Alex McFarland)是一位历史学家和新闻工作者,报道了人工智能的最新发展。