北京時(shí)間1月15日上午消息，美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)(Case Western Reserve University)研究人員計(jì)劃利用BCI(大腦計(jì)算機(jī)界面)技術(shù)進(jìn)行一次史無前例的手術(shù)，讓病人已經(jīng)癱瘓的手臂重新復(fù)活。
這項(xiàng)手術(shù)首先要從病人大腦獲取信號(hào)，然后通過一個(gè)連接到手臂肌肉的電子網(wǎng)絡(luò)，試圖讓手臂恢復(fù)運(yùn)動(dòng)。BCI技術(shù)由布朗大學(xué)研發(fā)，可通過傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)思維的解碼，并已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)。
在之前的研究中，病人已經(jīng)能夠通過BCI控制計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或機(jī)器人的胳膊。但在凱斯西儲(chǔ)大學(xué)新的研究中，他們將使用同樣的技術(shù)來控制病人的真實(shí)的胳膊。研究人員此次使用的是“功能性電刺激”(FES)系統(tǒng)，最多可以向18處手臂或手指肌肉發(fā)送信號(hào)，允許病人執(zhí)行一些任務(wù)，如吃飯、搔鼻等。
圣路易斯華盛頓大學(xué)神經(jīng)學(xué)家丹尼爾·墨蘭(Daniel Moran)稱：“這將是人類首次將BCI與FES配套使用，他們將整套系統(tǒng)配合在一起。”凱斯西儲(chǔ)大學(xué)研究人員預(yù)計(jì)，這次手術(shù)將于今年或明年進(jìn)行。
在此之前，肌肉激活技術(shù)已經(jīng)被用于癱瘓人群中。病人可以通過按一個(gè)按鈕等動(dòng)作來激活癱瘓部位肌肉。如大腿癱瘓，病人可以通過按按鈕激活大腿肌肉讓自己站起來。而即將進(jìn)行的新手術(shù)則不同，它利用大腦自身來發(fā)送信號(hào)。
新手術(shù)設(shè)備的核心是大腦植入物——一個(gè)小探頭，每一面擁有96個(gè)像頭發(fā)一樣的電極，刺入控制胳膊運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)皮層1.5毫米處。該植入物可記錄與病人運(yùn)動(dòng)意圖相關(guān)的幾十個(gè)神經(jīng)元的脈沖。在進(jìn)行正式的人體胳臂部肉激活之前，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)已經(jīng)成功通過大腦芯片控制了虛擬臂部肌肉激活。
對(duì)于這些來自大腦、與運(yùn)動(dòng)方向相關(guān)的信號(hào)，這套系統(tǒng)將通過特定算法將這些信號(hào)最多發(fā)送給18處相關(guān)的手臂或手指肌肉，從讓病人執(zhí)行所需要的動(dòng)作。
當(dāng)前，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)這套系統(tǒng)可通過大腦本身收集29個(gè)肌肉命令，可細(xì)分為138個(gè)肌肉元素和11個(gè)連接點(diǎn)。但將來，這套系統(tǒng)還可收集更多的肌肉命令。
即使手術(shù)成功，重新復(fù)活的胳臂本身還不能傳遞觸覺。為此，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)同時(shí)還在測(cè)試另一套系統(tǒng)，可以幫助復(fù)活的胳膊傳遞觸覺。
