植入者使人们能够用“思想”来控制假肢

在一系列概念证据实验中，约翰霍普金斯研究人员在大多数瘫痪的人的大脑的两侧都有植入电极 - 在他手中的最小感觉 - 使他能够有一些机动的“思维控制”假肢臂。大多数创造这种“脑机接口”的努力都集中在大脑的一个半球上，电极越来越少，但约翰霍普金斯团队使用两种脑半球来控制两四肢。

研究人员说，这些努力被认为是双侧皮质内植入的成功示范，或脑机接口设计的力量运动-但也感觉触觉-在有高度脊髓损伤的人。“通过这项研究，我们正在了解更多关于如何增强瘫痪残疾人的能力，使他们能够移动他们的肢体或进行他们通常不能做的其他活动，只需思考和发送来自大脑的神经指令到附着在他们手臂上的传感器。”约翰霍普金斯大学医学院物理医学和康复、神经病学和神经科学教授Pablo Celnik医学博士说。“这可能听起来像科幻小说，但在这一点上，我们的研究已经大大增加了证据，可以使用大脑的两边同时控制两个假肢，”Celnik补充说。

在这项研究中，约翰斯·霍普金斯大学的科学家们在1月份将6个大型蚂蚁大小的电极植入一个四肢瘫痪但脊髓未完全切断的人的大脑的两个半球——一边4个，另一边2个。这个10小时的手术由约翰霍普金斯大学的研究小组进行，通过打开病人的头骨，放置电极，并通过细电线将它们连接到一个复杂的计算机系统

在植入这种装置的事先努力中，将四个电极放置在大脑的一侧。Johns Hopkins团队双边植入六个电极，以便为大脑提供更多的刺激。植入物定位在大脑的电动机和感官区域中，以记录，发送电力脉冲和“刺激”对电机控制的脑的区域和“触摸的感觉”。

在过去的9个月里，研究人员测试了受试者在使用或不使用计算机模型的情况下，在四肢、肩膀和手指同时、在同一方向或相反方向进行一系列越来越复杂的伸展运动的能力。研究小组追踪了患者使用虚拟现实中的假肢和真正的机动假肢到达计算机化目标的准确性。

科学家还进行了刺激大脑的测试，并确定病人在哪里可以“感觉到”由假肢传感器触发的感觉。科学家们报告说，这位病人能够100%准确地从所有装有传感器的手指(四个在右边，两个在左边)中辨别感觉。“触摸是运动不可分割的一部分，因此，动作指令与感知肢体的能力相结合，以提高运动的准确性，这一点很重要，”Celnik说。

“At this point, we’ve found that the subject can control both limbs to perform simple reaching movements in a coordinated manner,” says researcher Gabriela Cantarero, Ph.D., assistant professor of physical medicine and rehabilitation at the Johns Hopkins University School of Medicine.

约翰斯·霍普金斯大学的科学家们说，电极可以在大脑中植入长达五年的时间，而造成大脑或皮肤疤痕的风险很小。然而，像任何手术一样，手术也有感染或出血的风险。该团队的下一步是测试更复杂的双侧运动，并改善触觉和运动控制之间的联系。