脑机接口技术恢复脊髓损伤个体手部感觉

巴特勒和俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心的研究团队报告称，通过使用脑机接口技术，他们成功地恢复了一个严重脊髓损伤个体手部的感觉。这一发展是在世界各地的研究人员致力于开发能够恢复因伤害或疾病而瘫痪的个体肢体功能的技术之际出现的。

该研究于4月23日发表在Cell 杂志上。

人工感官反馈

新技术依赖于不可感知的微小神经信号的使用，这些信号通过人工感官反馈增强，并发送回给个体。这种方法可以大大提高运动功能。

帕特里克·甘泽尔是首席作者和巴特勒的首席研究科学家。

“我们正在将次感知触觉事件提升到意识感知中，”甘泽尔说。“当我们这样做时，我们看到了几个功能改进。这是一个巨大的发现时刻，当我们第一次恢复了参与者的触觉时。”

参与者

参与者是一名28岁的男子，他在2010年发生了一起驾驶事故，导致严重的脊髓损伤。参与者伊恩·伯哈特自2014年以来一直参与一个名为NeuroLife的项目，以恢复他右臂的功能。

新开发的设备使用了一套皮肤上的电极和一个小型电脑芯片，植入在运动皮层中。有线路将运动信号从大脑发送到肌肉，允许绕过脊髓损伤。使用该设备，伯哈特能够控制他的手臂并完成诸如举起咖啡杯、刷信用卡和玩需要使用手和手臂的视频游戏等动作。

“直到现在，伊恩有时觉得他的手像外来物一样，因为缺乏感官反馈，”甘泽尔说。“他也很难控制他的手，除非他在密切地观察他的动作。这需要大量的注意力，使得像喝汽水同时看电视这样的简单多任务处理几乎变得不可能。”

每当研究人员刺激他的皮肤时，就会没有感觉，但是他的大脑中仍然存在神经信号。问题在于神经信号太小，无法被感知。研究人员能够增强信号，使大脑能够做出反应。

通过使用触觉反馈，次感知触觉信号被人工发送回伯哈特，使他能够感知它们。

使用这种新方法，伯哈特能够仅通过触觉来检测事物。另一个突破是，该系统是第一个能够同时恢复运动和触觉的BCI系统，从而提供了更大的控制感。最后，该方法允许BCI系统感知处理物体的正确压力。

研究团队希望创建一个可以在家中使用的BCI系统。目前正在开发下一代袖套，里面包含电极和传感器，可以穿上和脱下。他们还正在开发一个可以通过平板电脑而不是电脑控制的系统。

“看到从最初只允许我以单向控制手的设备中传来的感官信息的可能性真是令人惊讶，”伯哈特说。