当前,瘫痪的个体具有通过脑机界面恢复有限活动能力的能力,该界面响应大脑中的信号并将其转化为运动。脑机通常是外部设备,例如机械手。
康奈尔大学的研究人员开发了一种新的脑机接口模型,该模型使瘫痪的患者仅通过大脑活动即可控制肢体。
新技术利用了这样的事实:瘫痪的病人大脑的运动皮层区域仍然活跃,只有从大脑到身体其余部分的通路被破坏。根据描述发现的新闻稿,运动皮层区域中的传感器植入物可以记录神经活动,然后使用“称为解码器的数学变换”将神经活动转换为所需的运动。
哈佛大学医学院电气与计算机工程助理教授Maryam Shanechi和神经外科助理教授Ziv Williams在发表于《自然通讯》上的论文中,他们描述了一种脊柱假体,它可以帮助大脑将“目标运动”引导至瘫痪的肢体。研究人员通过连接两个对象并让一个对象使用他们的神经冲动在另一个对象中“移动”肢体来展示这项新技术。
在实验中,一只动物通过决定另一只动物的哪个位置激活来控制运动,从而产生相关的神经活动。然后,算法对神经信号进行解码,并对第二只动物的脊髓进行电刺激,从而使该动物的目标肢体运动。
Shanechi说:“这里的问题不仅是将记录的神经活动解码为预期的运动,还在于根据编码的运动适当刺激脊髓使瘫痪的肢体运动的问题。”
该实验是首次使用两只独立的动物测试瘫痪运动的实验,而不是一只肢体暂时瘫痪的动物。通过这种方式,科学家证明了他们可以在没有生理联系的动物之间转换神经活动。对于瘫痪的个体来说确实如此。