數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電纜橋接癱瘓者切斷的脊髓

就在四年前，伊恩伯克哈特頸部癱瘓?，F(xiàn)在他可以再次移動(dòng)他的右手，給自己一杯飲料。美國(guó)研究人員通過(guò)電子旁路實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電纜橋接癱瘓者切斷的脊髓。通過(guò)它們，植入他大腦的電極向他手臂肌肉周?chē)碾姌O袖口發(fā)送動(dòng)作命令。

24歲的伊恩伯克哈特就是一個(gè)經(jīng)典案例：20歲時(shí)，他經(jīng)歷了一場(chǎng)車(chē)禍，切斷了第五和第六頸椎之間的脊髓。結(jié)果，他頸部癱瘓。對(duì)于所謂的四肢癱瘓，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都沒(méi)有希望再次進(jìn)行簡(jiǎn)單的手術(shù)。然而，研究人員對(duì)機(jī)器人手臂和機(jī)器人骨骼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有一段時(shí)間了，這可以通過(guò)植入大腦的電極來(lái)控制。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練，在第一次測(cè)試中，已經(jīng)有可能給癱瘓的人更多的自主權(quán)，至少通過(guò)這種替換手臂和助行器?！霸谶^(guò)去的十年里，我們學(xué)會(huì)了解讀完全癱瘓患者的大腦信號(hào)，”哥倫布巴特爾紀(jì)念研究所的第一作者查德布頓解釋道。在猴子的實(shí)驗(yàn)中，研究人員利用這些信號(hào)再次控制了動(dòng)物癱瘓的手臂肌肉。

現(xiàn)在，歷史上第一次有可能將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于癱瘓的人——伊恩伯克哈特。為此，研究人員首先在癱瘓者的運(yùn)動(dòng)皮層(控制右手運(yùn)動(dòng)的大腦區(qū)域)的左側(cè)放置一系列電極。上面獲得的大腦信號(hào)被發(fā)送到計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)將特定的信號(hào)傳輸?shù)接刹斯厍氨壑車(chē)?30個(gè)電極組成的袖帶。正如研究人員所說(shuō)，這種神經(jīng)旁路系統(tǒng)將中斷的神經(jīng)傳導(dǎo)從大腦連接到手臂肌肉。然而，伯克哈特必須在實(shí)際可能的第一手運(yùn)動(dòng)之前訓(xùn)練15個(gè)月。起初，他專(zhuān)注于某種運(yùn)動(dòng)，例如，轉(zhuǎn)向手腕或用拇指和食指抓住，在大腦中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)。因此，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)軟件可以學(xué)習(xí)區(qū)分哪些信號(hào)代表哪些練習(xí)，并將它們轉(zhuǎn)發(fā)到電極鞘。

最后，抓住，抬起，然后轉(zhuǎn)身。

起初，伯克哈特只是設(shè)法張開(kāi)手，用思維信號(hào)合上。然而，與此同時(shí)，他控制著六種不同的手和手指動(dòng)作，甚至可以控制它們的力量?！八某删土钊梭@嘆，”負(fù)責(zé)電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的巴特爾紀(jì)念研究所的尼古拉斯安內(nèi)塔說(shuō)。“伊恩可以拿一個(gè)瓶子，把里面的東西倒進(jìn)杯子里，然后把瓶子放回去。然后他拿起一根攪拌棒，攪拌了一下杯子里的東西，又把攪拌棒放下了。他控制著序列的每一步?！睂?duì)于患者來(lái)說(shuō)，參與這項(xiàng)研究就像是一個(gè)新的開(kāi)始：“參與這項(xiàng)研究改變了我，現(xiàn)在我對(duì)未來(lái)有了更多的希望，”Burckhardt說(shuō)。“現(xiàn)在我自己也經(jīng)歷過(guò)，

研究人員表示，神經(jīng)搭橋的首次演示是全世界許多癱瘓者的希望。因?yàn)樗C明了切斷的脊髓可以通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行橋接，大腦信號(hào)可以通過(guò)電腦發(fā)送到癱瘓身體部位的肌肉。在這種幫助下，伯克哈特的癱瘓現(xiàn)在只對(duì)應(yīng)于脊髓在第七頸椎和第一胸椎之間被進(jìn)一步切斷的人的癱瘓。“這種改善很重要，因?yàn)檫@些患者可以更獨(dú)立地生活，”Bouton和他的同事強(qiáng)調(diào)。然而，在其他癱瘓者能夠從這一進(jìn)步中受益之前，系統(tǒng)及其算法還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

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