癱瘓病人可以用意念控制機械臂
一項研究為癱瘓病人帶來了希望。研究人員通過核磁共振成像腦部掃描確定了與手部運動和感覺有關(guān)的區(qū)域,從而使兩名癱瘓患者恢復(fù)了觸覺,其中一人還能用意念控制并感受到機械臂。有朝一日,這種方法可以幫助脊髓損傷患者更好地進行日?;顒印=?,這項研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志。
參與者之一的Scott Imbrie正在用意念控制機械臂? ? 圖源:Charles? Greenspon
以前也有人嘗試通過腦刺激來恢復(fù)觸覺,但都收效甚微。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的Giacomo Valle說:“當你觸摸一個表面時,你會感覺到它的紋理、邊緣和弧度。你會感覺到你的手相對于表面的運動。這些都是非?;镜挠|覺。”
為了喚起更豐富的感覺,Valle和他的同事們與兩名因脊髓損傷導(dǎo)致半身不遂的患者合作開啟了這項研究。研究人員讓這兩人想象擺動手指,感受手指的感覺,同時用核磁共振成像儀掃描他們的大腦。他們大腦中哪些區(qū)域在做這些運動時會發(fā)亮,研究小組隨后在相應(yīng)區(qū)域植入了數(shù)十個微小電極。
研究人員對與手部運動和感覺相關(guān)的腦細胞進行電擊,從而確定了讓參與者感覺自己拿著罐子、筆或球的信號。他們還確定了模仿物體在手指間移動的信號。參與者之一的Scott Imbrie說:“這讓我大吃一驚。因為我已經(jīng)有幾十年沒有如此清晰地感受過物體了。”
為了驗證這種方法能否幫助完成日常任務(wù),研究人員將Imbrie的電極連接到一個握住方向盤的機械臂上,讓他觀看一輛沿著筆直道路行駛的虛擬汽車。
研究人員將電信號傳入他的大腦,模仿方向盤突然向左或向右移動的動作,然后要求Imbrie用意念抵消這些動作,將大腦信號傳給機械臂,使汽車保持在軌道上。Imbrie在80%的時間里成功地讓汽車保持在軌道上。他說,感覺機械臂就像是自己的一部分。該團隊計劃對第二名參與者執(zhí)行同樣的任務(wù)。
Valle希望這種方法有朝一日能幫助癱瘓病人使用機械臂進行日?;顒樱缱鲲埡唾徫?。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Silvestro Micera說:“對于脊髓損傷的人來說,這可以讓他們獨立生活。這一切可能會在短短幾年內(nèi)成為現(xiàn)實。”
“不過,這項研究成果還不能普及到大多數(shù)癱瘓病人。因為這需要一位非常優(yōu)秀的神經(jīng)外科醫(yī)生才能把這些東西植入大腦,而且費用將高達數(shù)千美元?!盡icera說。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1126/science.adq5978
來源:中國科學(xué)報


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