原創(chuàng) StanfordMedicine 世界頂尖科學(xué)家論壇 來自專輯星辰大海

多年來，斯坦福大學(xué)的研究人員一直在研發(fā)一種技術(shù)，以便幫助癱瘓的人恢復(fù)四肢的能力，并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(lǐng)域。通過在病人的大腦植入裝置，將人類的神經(jīng)系統(tǒng)連接到電子設(shè)備上。這可以幫助脊髓損傷的人，或者有肌萎縮側(cè)索硬化等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的人，恢復(fù)運動控制能力。

用意念控制假肢。圖｜Stanford Medicine

現(xiàn)有設(shè)備可以記錄大量的神經(jīng)活動，然后通過電線將這些大腦信號傳輸?shù)接嬎銠C上。但是，傳輸數(shù)據(jù)需要大量的能量，因此設(shè)備會產(chǎn)生過多的熱量，給患者帶來安全隱患。

現(xiàn)在，由電氣工程師和神經(jīng)科學(xué)家克里希納·謝諾伊（Krishna Shenoy）博士、鮑里斯·穆爾曼（Boris Murmann）博士，以及神經(jīng)外科醫(yī)生和神經(jīng)科學(xué)家杰米·亨德森（Jaimie Henderson）醫(yī)學(xué)博士領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊已經(jīng)證明了如何讓創(chuàng)造一種無線設(shè)備的想法變成可能。

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

研究生尼爾·伊文-陳（Nir Even-Chen）和博士后但丁·穆拉托（Dante Muratore）博士，近日在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志發(fā)表了團隊研究的最新進展。

研究小組的神經(jīng)科學(xué)家識別了控制假肢的特定神經(jīng)信號，如機械臂或計算機光標。

電氣工程師設(shè)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(jīng)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，研究人員收集了三只靈長類動物和一名人類參與者的臨床神經(jīng)元數(shù)據(jù)。

當受試者執(zhí)行任務(wù)，比如在電腦屏幕上定位光標時，研究人員進行測量。研究結(jié)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(shè)備那樣，一股腦接收大腦傳來的信號。

下一步將基于這一新方法，設(shè)計制造植入大腦的電子裝置。并通過一系列測試，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(zé)編｜小文

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