脑子里装了四枚芯片,这个瘫痪病人用意念控制机械臂

来源:雷锋网 2016-10-14 17:28:00

2014年巴西世界杯期间,一名腰部以下瘫痪的少年通过由脑电波控制的机器外骨骼踢出了世界杯的第一脚球。这里利用的就是脑机接口技术(Brain-ComputerInterface,简称BCI)。通过让用户依靠个人意念来进行交流以及控制设备,脑机接口对帮助ALS等病患治疗有巨大潜力。

(图片来源:theverge)

“食指、中指、小拇指……”NathanCopeland正在向他的训练员描述他的感受。

据国外媒体报道,十几年前,Copeland在18岁时因一场车祸导致脖子以下部位都无法移动。而匹兹堡医学中心的科学团队在他的大脑里安装了4枚微型芯片,让他能通过意识来控制机器人手柄,并且在旁人接触到机械手臂的时候,Copeland也会有感觉。

在这个实验中,NathanCopeland能够“感受”到连接到他大脑的机器人手臂的挤压触感。虽然这离控制自己的四肢仍然有很长的一段路要走,但是人们已经看到了未来的可能性。

现在,有两个问题:首先,这不是第一次机器手臂与人类大脑相连,事实上这已经存在了不短的时间。关键在于你如何定义它。 其次,要注意的是神经系统的复杂性远超过我们的想象,因此这项突破仍然是令人难以置信的——因为它跳过了其他假肢所依赖的步骤:神经系统。

当你在感受物体时,需要从物体发出反馈信号给大脑。但是,对于脊柱损伤的瘫痪病人,这些信号不能到达大脑,所以这种反馈也就行不通。

匹兹堡大学的团队所做的基本上是将机器人手臂直接插入大脑,完全绕过了中间神经和脊髓。机器人手被接到 Copeland的大脑上,每个手指都对应他大脑中的电路。

虽然Copeland在12年前的一次事故中造成了四肢瘫痪。 但他仍然对触感有着记忆——这些记忆被保留在他的大脑中。

因此,研究人员集中了测试了他对不同手指被触摸时的感觉,并跟踪与这种感觉相关的大脑活动。 然后他们通过手术植入四组指尖大小的微电极阵列到Copeland的感觉皮层中。

Copeland惊呼:“这种感觉太棒了!我的手指仿佛又重新获得了触觉。”

在接下来的几个月中,团队重复地刺激大脑的这些区域,找到产生触摸食指,无名指等的感觉的模式和位置。实验开始时的正确率有85%,现在准确度几乎为100%。

这项实验的相关成果出版在《ScienceTranslationalMedicine》期刊上,帮助科学家以相似的方式来获得触控感觉,并获得抓起、挤压物体的移动能力。

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