美开展脑部芯片植入术 有望使瘫痪手臂复活

北京时间1月15日上午消息,美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)研究人员计划利用BCI(大脑计算机界面)技术进行一次史无前例的手术,让病人已经瘫痪的手臂重新复活。

美开展脑部芯片植入术 有望使瘫痪手臂复活 的图片 热戴网

这项手术首先要从病人大脑获取信号,然后通过一个连接到手臂肌肉的电子网络,试图让手臂恢复运动。BCI技术由布朗大学研发,可通过传感器实现对思维的解码,并已经进入临床试验。

在 之前的研究中,病人已经能够通过BCI控制计算机鼠标或机器人的胳膊。但在凯斯西储大学新的研究中,他们将使用同样的技术来控制病人的真实的胳膊。研 究 人员此次使用的是“功能性电刺激”(FES)系统,最多可以向18处手臂或手指肌肉发送信号,允许病人执行一些任务,如吃饭、搔鼻等。

圣路易斯华盛顿大学神经学家丹尼尔·墨兰(Daniel Moran)称:“这将是人类首次将BCI与FES配套使用,他们将整套系统配合在一起。”凯斯西储大学研究人员预计,这次手术将于今年或明年进行。

在此之前,肌肉激活技术已经被用于瘫痪人群中。病人可以通过按一个按钮等动作来激活瘫痪部位肌肉。如大腿瘫痪,病人可以通过按按钮激活大腿肌肉让自己站起来。而即将进行的新手术则不同,它利用大脑自身来发送信号。

新 手术设备的核心是大脑植入物——一个小探头,每一面拥有96个像头发一样的电极,刺入控制胳膊运动的运动皮层1.5毫米处。该植入物可记录与病人运动 意 图相关的几十个神经元的脉冲。在进行正式的人体胳臂部肉激活之前,凯斯西储大学已经成功通过大脑芯片控制了虚拟臂部肌肉激活。

对于这些来自大脑、与运动方向相关的信号,这套系统将通过特定算法将这些信号最多发送给18处相关的手臂或手指肌肉,从让病人执行所需要的动作。

当前,凯斯西储大学这套系统可通过大脑本身收集29个肌肉命令,可细分为138个肌肉元素和11个连接点。但将来,这套系统还可收集更多的肌肉命令。

即使手术成功,重新复活的胳臂本身还不能传递触觉。为此,凯斯西储大学同时还在测试另一套系统,可以帮助复活的胳膊传递触觉。

留下评论