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本周《自然》封面:瘫痪的运动奇迹
【字体: 大 中 小 】 时间:2006年07月14日 来源:生物通
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生物通报道:利用移植到大脑中的一套头发丝粗细的电极,现年25岁的四肢瘫痪男性已经只需要大脑的“想法”就能够操纵一台计算机、开关一个辅助手并控制一个机器手臂。这种大脑-电脑界面将可能帮助因脊髓损伤、中风和肌肉萎缩疾病而瘫痪的患者恢复运动和交流能力。由布朗大学John Donoghue领导的这个研究组将这项研究成果刊登在最新一期的《自然》杂志上,并且成为封面故事。
研究人员之前将一个电极插入到瘫痪病人中,并使他们具有了一种有限的计算机指针控制能力。他们还曾将更为复杂的电极矩阵插入到猴子大脑。但是却从来没有将较大数量的微电极插入到瘫痪的人体内。事实上,没有人知道大脑中复杂运动控制的运动皮层中的神经元在荒废了数年后是否仍然能够产生可识别的信号。
在一项初步研究中,两名四肢瘫痪的患者进行了3个小时的手术。医生将一种叫做BrainGate的电极矩阵黏着在患者头顶上的一个小支架上,从这里,电线可以连接到一台计算机上。John Donoghue的研究组让每个瘫痪者想象自己要移动他的手去跟随屏幕上一个指针。让研究人员兴奋的是,患者运动皮层中的活动模式根据每个男人被告知的想象自己的运动方向而发生改变。
接下来的一步是将这些想法转化成指针运动。为了达到这个目的,研究人员需要为每个患者编排一个个性化的神经系统解码器。这种软件使患者能够更容易地运动计算机屏幕上的一个指针。研究人员阐明这种简单的技能如何用于控制一个计算机和其他设备。利用合适的软件,第一个患者轻松地打开了模拟的email、画了一个圆、换电视频道、用机械手抓了一个糖果并将它扔到有点远的地方、用辅助手抓住Donoghue医生。