瘫痪的人将能够用思想的力量来控制肢体

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瘫痪的人现在有机会通过控制思想的力量来恢复肢体运动。 凯斯西储大学的一组研究人员开发了第一个可植入系统,用于记录大脑的活动和肌肉刺激,从而恢复瘫痪患者的手和手的运动。

该系统包括一个神经计算机接口,该接口具有嵌入颅骨中的记录电极和功能性电刺激( FES )。 测试该技术的第一人是克利夫兰现年56岁的居民比尔·科切瓦(Bill Kochevar),他因事故而瘫痪在肩下。 在她的帮助下,他恢复了手臂和手的运动。


“我们的研究尚处于早期阶段,但是我们相信这种神经假体可以为瘫痪的人们提供恢复日常活动手部功能的能力。 现在,这项技术使瘫痪的人可以拿到物体并抓住它,也就是说,他可以吃喝。 该研究的主要作者博鲁·阿吉博耶(Bolu Ajiboye)说,随着进一步的发展,该技术可以提供更精确的控制,扩大可能的动作范围。

Kochevar实验是BrainGate临床试验计划的一部分,该计划由一群学术和医疗机构进行,旨在评估瘫痪患者神经计算机接口系统的安全性和有效性。 BrainGate的其他研究表明,人们可以在计算机屏幕机械臂 上控制光标

凯斯西储大学医学院神经外科助理教授乔纳森·米勒(Jonathan Miller)领导了一组外科医生,他们将两个96通道电极阵列植入到大脑表面。 然后他们植入了FES系统的36个电极,可以使上下臂的肌肉恢复活力。

当Kochevar表示他的手或手臂整体运动时,阵列会记录大脑的信号。 神经计算机接口从大脑信号中解码记录的有关其打算进行的运动的信息,然后由FES系统将其转换为电脉冲模式,以控制电刺激系统。

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通过FES电极发送的脉冲会激活控制肩膀,肘部和手腕的肌肉。 为了克服重力,否则重力将使他无法举起和伸出手,科切瓦尔为他的手使用了移动支撑,该支撑也受他的大脑控制。

植入之前,Kochevar首先学会了使用大脑信号在计算机屏幕上的虚拟现实中移动手。 在接下来的四个月的训练中,随着Kochevar移动虚拟手臂的能力得到提高,研究人员建议他可以控制自己的手臂和手。

八年的肌肉萎缩需要康复。 研究人员对科切瓦尔的手臂和手进行了电刺激的循环程序。 在45周的时间里,他的力量,动作范围和耐力都得到了显着改善。 当他试图移动他的手时,科学家们设置了刺激模式来发展他的运动能力。

现在,患者可以迫使右手关节中的每个想法单独移动。 或者,仅考虑食物或饮料,他就能使肌肉协调运动。 当被问及他如何指挥手部运动时,科切瓦尔回答说:“我毫不费力地做出了她的举动。 我只是考虑到这一点,就可以了。”

研究人员指出,在实验室外使用该技术所必需的成就离现实还很遥远。 目前,正在为大脑创建无线植入物的工作正在进行中,研究人员正在改进为更准确地确定运动所需的解码和刺激方案。 完全可植入的FES系统已经开发出来,正在单独的临床试验中进行测试。

BrainGate研究技术最初是由布朗大学在约翰·多诺休(John Donoghue)的实验室中开发的,该实验室现在是日内瓦Wyss生物与神经工程中心的创始人。 植入式记录电极,称为犹他州阵列,最初是由犹他大学生物工程系名誉教授Richard Norman设计的。

doi: http//dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(17)30601-3

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN403441/


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