一名患有脊髓损伤的患者通过意念产生与移动瘫痪肢体相关的脑信号，这些信号被植入的传感器捕获并转化为电子脉冲，使患者能够控制计算机光标并操作机械设备。这项研究成果发表在《Nature》杂志2023年7月13日的期刊中，报告了BrainGate神经接口系统临床试验的初步结果。该系统是一种脑机接口设备，目前正在美国麻省总医院（MGH）、Spaulding康复医院以及其他机构进行早期临床测试。

“我们正在研究的一个重要问题是，瘫痪患者是否可以利用运动皮层的活动来控制外部设备，”麻省总医院、Spaulding康复医院和布莱根妇女医院的神经学家Leigh Hochberg博士表示，他是《Nature》论文的主要作者。Hochberg博士指出，尽管脊髓受损后运动皮层与身体其他部分的连接被切断，但多年后仍然可以利用原本控制肢体的脑信号。

BrainGate系统由位于马萨诸塞州福克斯堡的Cyberkinetics Neurotechnology Systems公司制造，系统包括一个用于检测脑细胞活动的内部传感器，以及将脑信号转化为计算机化信号的外部处理器。目前正在进行两项临床试验，评估该系统在检测和翻译瘫痪患者脑活动方面的安全性和可行性，这些患者包括因脊髓损伤、脑干中风、肌肉萎缩症或肌萎缩性侧索硬化症（ALS，俗称“渐冻人症”）导致瘫痪的患者。布朗大学脑科学项目主任、神经科学教授John Donoghue博士是《Nature》论文的资深作者，同时也是Cyberkinetics的联合创始人。

《Nature》报告详细描述了这些试验中的第一位参与者，这是一名25岁的男性，他在三年前因脊髓损伤导致四肢瘫痪。在为期九个月的研究中，他参与了57次实验，期间植入的BrainGate传感器记录了他的运动皮层活动。当他想象移动瘫痪的肢体时，这些脑信号被用于完成多个基于计算机的任务。他成功地通过计算机光标打开模拟电子邮件、绘制圆形图案以及玩简单的电子游戏。此外，他还能够打开和关闭假肢手，并使用机器人手臂抓取和移动物体。

Hochberg博士表示：“该系统首次使我们能够长期观察和记录人类大脑中单个神经元群的放电模式。我们希望通过这项研究获得的知识，能够开发出更先进的系统，为瘫痪患者提供更好的沟通和环境控制能力，并最终结合神经肌肉刺激器，恢复他们对肢体的控制。”他和论文的其他作者同时指出，该系统在可靠性和控制方面仍需显著改进，未来还需进一步研究，才能在实验室之外的实际环境中发挥作用。

《Nature》论文的共同作者包括布朗大学的Mijail Serruya博士、Gerhard Friehs博士，罗德岛医院的Jon Mukand博士，Sargent康复中心的Maryam Saleh、Abraham Caplan和Almut Branner博士，芝加哥康复研究所的David Chen博士，以及芝加哥大学的Richard Penn博士。临床试验由Cyberkinetics Neurotechnology Systems公司资助。

麻省总医院成立于1811年，是哈佛医学院的原始教学医院，也是规模最大的教学医院。MGH拥有美国最大的医院研究项目，每年研究预算接近5亿美元，研究领域涵盖艾滋病、心血管研究、癌症、计算与综合生物学、皮肤生物学、人类遗传学、医学影像、神经退行性疾病、再生医学、移植生物学以及光医学等。MGH与布莱根妇女医院是波士顿Partners HealthCare系统的创始成员。

联系人：Sue McGreevey

麻省总医院