在4月18日的《自然》(Nature)杂志上发布了一篇来自美国西北大学的研究人员借助大脑与肌肉的一个人造连接成功地使瘫痪猴子恢复了复杂的手部运动能力的研究论文。
实验管理研究人员描述了他们如何结合两种技术生成了一个神经假体装置,该设备取代了丧失或损伤的神经系统功能。**个是可直接植入大脑的多电极芯片,作为脑机接口(BCI)。利用该芯片研究人员可以检测大脑100个脑细胞的活性,解码生成肌肉和手部运动的信号。**个是一个功能性电刺激(FES)设备,可将电流传送至瘫痪肌肉,引起肌肉收缩。大脑芯片直接触发FES设备,绕过脊髓,实现了有意图的、大脑控制的肌肉收缩,恢复了运动。为了检测这一设备,研究人员给予猴子麻醉剂局部阻断了手肘部的神经活动,引起了暂时性的手部瘫痪。在神经假体装置的帮助下,两只猴子均恢复了瘫痪手部的运动,可以接近常规的方式拾起和移动小球,并完成与之前相同的任务。
新研究超越了此前Miller研究小组的成果,他们证实一种相似的神经假体装置可恢复瘫痪猴子屈伸腕部的能力。“利用这些神经工程学方法,我们可以了解大脑的一些重要生理学基础,并利用它直接将大脑与肌肉连接起来。这一从大脑到肌肉的连接或有**可用于帮助因脊髓损伤导致的瘫痪患者完成日常活动,获取更大的独立性。”FES设备当前被用于**中风或脊髓损伤患者的足下垂,当行走时会导致绊倒和跌倒。FES设备可以被鞋传感器激发,协调行走运动,刺激肌肉,在每一步的适当时间抬脚。
目前在临床 其他的一些FES设备利用的是患者残余的肌肉活动。例如一个假肢可利用装入肩膀的传感器,感知耸肩运动,再利用它刺激肌肉打开或合拢手部。然而这种控制方法不太**,也不自然。不适合有高位脊髓损伤和少或无肩部及手臂运动的患者。对于这些患者,构建出大脑控制的FES设备将大脑运动直接连接到肌肉刺激上将提供恢复手部功能机会。转自生命科学论坛