不再是科幻！2016年「腦機介面」主要研究盤點

你大概還記得電影《阿凡達》里癱瘓的人類男主角用大腦控制Avatar（化身）在潘朵拉星球上歷險的故事。「意念」操縱物體聽上去像科幻小說里的才會有情形。但事實上，一種名為「腦機介面」（Brain Computer Interface，BCI）的技術就可以實現這一過程。腦機介面在人腦與計算機等外部設備之間建立直接的連接通路。通過採集大腦皮層神經系統活動產生的腦電信號，經過放大、濾波等方法，將其轉化為可以被計算機識別的信號，再進一步轉化為動物或人的相應的動作，這就是用「意念」操控物體的基本原理。這一技術在上世紀60年代就已經有科學家嘗試研究，近年來已經成為一個研究熱點。下面，小編將為你盤點2016年幾項重要的腦機介面研究。

Nature: 植入式大腦微晶元讓癱瘓病人手臂重新活動

4月13日，Nature雜誌上發表了來自於美國范斯坦醫學研究所的一項研究。研究小組在一位四肢癱瘓的病人中實施移植康復技術，使癱瘓患者的手臂重新活動。

研究人員首先在患者試圖做手部運動時對其大腦進行功能性磁共振成像。從而確定運動皮層的精確區域。然後在患者大腦中植入晶元，當患者想移動手時，運動神經信號被翻譯成電脈衝，來驅動他手臂上的肌肉刺激電極，讓手臂肌肉按照自己的意願重新活動起來，完成抓握、轉腕、攪拌等動作，甚至還能夠玩遊戲、彈吉他。此外，這項研究也加深了科學家對大腦功能的了解，即使患者癱瘓多年，但那些與運動相關的神經環路仍然沒有失去作用。

Science Translational Medicine: 腦機介面讓癱瘓病人重獲觸覺

10月19日，Science Translational Medicine雜誌上發表了一項由DARPA資助的研究，研究小組使喪失觸覺的脊髓損傷患者通過一個連接到機器人手臂的神經介面系統直接在大腦中體驗觸覺。

研究小組將四個微電極陣列植入患者大腦中。其中兩個在運動皮層，兩個在對應於手指和手掌感覺區域的感覺皮層。研究人員將這些微電極陣列引出的電線布到一支機器人手臂上。這支手臂包含了先進的扭矩感測器，可以檢測到施加在任何一根手指上的壓力，並將那些身體的「感覺」轉換成電信號，由電線傳輸回患者大腦的微電極陣列中，來向他的感覺神經元提供刺激的精確模式。研究人員輕觸了機器人的每根手指，在患者被蒙著眼睛的情況下指出被觸碰手指的準確度將近 100%。

Nature：腦機介面讓癱瘓獼猴再次行走

11月9日，Nature雜誌上發表了一項來自於瑞士、德國、義大利、法國、中國、英國和美國的聯合研究。該研究小組隊開發的一種無線大腦介面——它可以通過再現來自大腦的信號記錄刺激腿部的電極，使脊髓損傷的獼猴能夠行走。

研究小組首先繪製跑步機上行走的健康獼猴的電信號是如何從大腦發送到腿部肌肉的。然後在脊髓切斷的獼猴身上再現這些信號。他們將微電極陣列植入於癱瘓的獼猴的大腦中，獲取並解碼與腿部運動相關的信號。這些信號被發送到位於低位脊柱的電脈衝發生裝置，從而觸發獼猴腿部肌肉運動，使癱瘓的獼猴再次行走。

New England Journal of Medicine:腦機介面幫助ALS患者拼寫詞語和句子

11月12日，New England Journal of Medicine雜誌發表了一項來自於荷蘭烏特勒支大學醫學院的研究。該研究小組利用新型大腦植入體使一名不能說話不能移動的肌萎縮側索硬化（ALS）患者使用自己的思想與外界交流。

研究人員將攜帶兩個電極的植入體植入到ALS患者大腦皮層運動區中。電極連接著安裝在病人胸部的發射器，發射器可以與患者面前的計算機屏幕進行無線通信。計算機屏幕上有一個虛擬鍵盤和一個可移動的游標，當游標移動到患者想選擇的字母上時，她通過想像右手點擊了那個字母，讓大腦發出運動的指令，而電極會收集這些信號，傳遞到發射器，然後傳遞到計算機和屏幕上。從而用意念來拼寫單詞和句子。

轉載自生物探索

http://www.biodiscover.com/news/research/650854.html

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