用意念控制假肢不是夢！斯坦福腦機交互研究新突破

2020-08-11 世界頂尖科學家論壇

多年來，史丹福大學的研究人員一直在研發一種技術，以便幫助癱瘓的人恢復四肢的能力，並使截肢者能夠利用意念來控制假肢。

這個研究組聚焦在腦-機交互領域。通過在病人的大腦植入裝置，將人類的神經系統連接到電子設備上。這可以幫助脊髓損傷的人，或者有肌萎縮側索硬化等神經系統疾病的人，恢復運動控制能力。

用意念控制假肢。圖｜Stanford Medicine

現有設備可以記錄大量的神經活動，然後通過電線將這些大腦信號傳輸到計算機上。但是，傳輸數據需要大量的能量，因此設備會產生過多的熱量，給患者帶來安全隱患。

現在，由電氣工程師和神經科學家克裡希納·謝諾伊（Krishna Shenoy）博士、鮑裡斯·穆爾曼（Boris Murmann）博士，以及神經外科醫生和神經科學家傑米·亨德森（Jaimie Henderson）醫學博士領導的一個團隊已經證明了如何讓創造一種無線設備的想法變成可能。

同時，這種設備可以收集和傳輸精確的神經信號，但是使用的功率只有目前有線系統所需功率的十分之一。這些無線設備將比有線模型看起來更自然，並為患者提供更自由的活動範圍。

研究生尼爾·伊文-陳（Nir Even-Chen）和博士後但丁·穆拉託（Dante Muratore）博士，近日在《自然生物醫學工程》雜誌發表了團隊研究的最新進展。

研究小組的神經科學家識別了控制假肢的特定神經信號，如機械臂或計算機光標。

電氣工程師設計了一種電路，使未來的無線腦-機接口能夠以更少的電力，處理和傳輸這些經過仔細識別和隔離的信號，從而確保植入大腦的裝置的安全性。

假肢。圖｜boldsky

為了驗證他們的想法，研究人員收集了三隻靈長類動物和一名人類參與者的臨床神經元數據。

當受試者執行任務，比如在電腦屏幕上定位光標時，研究人員進行測量。研究結果證實：無線接口可以通過記錄特定動作的大腦信號分組，來精確控制個體運動；而不是像有線設備那樣，一股腦接收大腦傳來的信號。

下一步將基於這一新方法，設計製造植入大腦的電子裝置。並通過一系列測試，朝著最終目標——用意念控制假肢——前進！

腦機交互。圖｜Health Europa

編譯｜羽華

編輯｜Kai

責編｜小

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