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脑传感器技术助力瘫痪患者控制计算机和假肢

2006-07-14 09:18 Christian Nordqvist Medical News Today 阅读 0
核心摘要: 美国麻省总医院的科学家通过脑传感器技术帮助一名颈部以下瘫痪的患者实现用意念控制计算机和假肢。这项研究表明,即使脊髓受损多年,运动皮层仍可被激活,为未来脑机接口技术的应用提供了希望。

通过脑传感器技术,25岁的马修·纳格尔(Matthew Nagle)成功实现了用意念控制计算机和假肢。他因2001年的刀伤事故导致颈部以下瘫痪,但在科学家们的帮助下,他能够打开电子邮件、控制假肢手指的动作,甚至玩电脑游戏。

这项研究由美国麻省总医院的科学家团队主导,他们在纳格尔的大脑运动皮层中植入了神经运动假体(Neuromotor Prosthesis,NMP)。运动皮层是负责控制自主运动的大脑区域。尽管纳格尔的脊髓受损导致身体完全瘫痪,但研究人员发现他的运动皮层仍然能够正常工作。

NMP设备包含一个内部传感器,可以识别脑细胞活动,并通过外部处理器将这些活动转化为计算机可以识别的信号。这些信号随后被转化为指令,用于控制计算机化设备,例如人工假肢。通过意念,纳格尔不仅能够移动屏幕上的光标,还能打开电子邮件、玩电脑游戏,甚至控制假肢手的开合以抓取和移动物体。此外,他还能够通过意念开关灯,从而实现了部分日常生活的独立性。

研究负责人Leigh Hochberg博士表示:“试验中最令人兴奋的结果之一是,这位脊髓受损的患者仍能够自主激活运动皮层。这表明尽管受伤已经过去多年,但运动皮层的活动仍然存在,这为我们利用这些信号来控制外部设备提供了希望。”

研究人员认为,未来有望通过类似技术帮助瘫痪患者恢复肌肉活动,重新建立大脑与肌肉之间的神经系统连接。然而,这项技术的广泛应用仍面临许多挑战,包括设备的耐久性、感染和排异反应的预防,以及数据传输的安全性和效率问题。

对于完全瘫痪的患者来说,任何能够提供独立生活的技术进步都将是巨大的突破。这项研究为未来的脑机接口技术发展奠定了重要基础。

参考文献:

Nature 442, 164-171 (13 July 2006) doi:10.1038/nature04970

Neuronal ensemble control of prosthetic devices by a human with tetraplegia

作者:Leigh R. Hochberg, Mijail D. Serruya, Gerhard M. Friehs, Jon A. Mukand, Maryam Saleh, Abraham H. Caplan, Almut Branner, David Chen, Richard D. Penn 和 John P. Donoghue

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