藉助神經假體，癱瘓患者首次移動自己的手臂

來自美國俄亥俄州的William Kochevar，因10年前一次事故造成肩膀以下全部癱瘓，不過他現在已經能夠慢慢的移動他的右手和右手臂了，這對他來說簡直不可思議。

使Kochevar可以再次移動手臂的裝置是個「神經假體」，由2個植入他的大腦運動皮層的記錄晶元和36個植入手臂的電極組成。

現在，他每周都會去位於俄亥俄州的一個實驗室，在哪裡，他的大腦信號通過晶元採集然後被發送到胳膊上，這樣他就可以實現一些簡單的自主動作。Kochevar說，「這簡直太神奇了」。

經過科學家們的不懈努力，他終於可以用咖啡杯喝咖啡並且可以自己吃土豆泥，即使他的胳膊仍需要依靠一個外在的機械裝置提供一些支撐力。他說，「最大的問題是我不能靠自己上下活動胳膊。」

在之前的研究中，研究人員已經通過植入式腦電極使實驗動物和十幾個人用意念來直接控制電腦游標或機械臂。現在研究人員正在嘗試將腦機介面與功能性電刺激相結合，或者直接用腦電刺激肌肉。

根據《柳葉刀》近日的報道，該實驗的領頭人，來自凱斯西儲大學的生物醫學工程師Bolu Ajiboye表示：「我們所做的不過是繞過脊髓損傷。」

去年，另一個研究小組利用植入式腦電極恢復了一名實驗者的部分手部活動。

當正常人活動的時候，大腦就會以電脈衝形式產生想法或者命令，然後通常通過脊髓傳遞到四肢。但像Kochevar這樣遭受嚴重脊髓損傷的人，這個通路就被打斷了。

為了繞過該損傷，Ajiboye將兩個晶元植入Kochevar的大腦來測量當他想要活動時相關神經元是如何放電的。這些腦電信號經過演算法處理後，被傳遞到在Kochevar上下臂中植入的電極。

Kochevar說，「剛開始我必須非常費力的去想如何使它工作。現在我仍然需要想，但不需要那麼刻意了。」

現在Kochevar手臂的活動還非常受限，並且也很慢。來自匹茲堡大學的神經生物學教授Andrew Schwartz說，想實現更複雜或流暢的手臂運動需要複雜的肌肉協作，科學家們必須更好地將人的想法翻譯成複雜的肌肉信號。

Schwartz教授提到，「使肌肉收縮與預期運動保持一致是非常困難的。他們在這一點上可能還沒有做的那麼好。」

這也是腦介面還未能被應用於實踐的原因之一。以Kochevar為例，大腦和肌肉的植入電極是通過架在他頭頂上方的兩個基座相連接，然後接入到一台計算機，那些腦電極本身在一到四年後有可能會停止信號記錄功能，患者們可能不會想承擔這樣的風險來植入如此短壽命的腦電極。

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