這項在行動中的研究文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
即使我們的手不是重要的器官，您還能想像沒有它們的人嗎？
用木材和許多其他材料製成的假肢已經使用了幾個世紀，既有美學和功能目的。
當今的工程師和科學家正在努力生產與真實肢體盡可能相似的假肢。
能夠移動首先，我們需要在稱為運動皮層的大腦部分產生刺激。刺激傳播到脊髓，繼續通過神經，並最終到達需要激活的肌肉，以便能夠用手打開，關閉或進行任何其他動作。
能夠感覺我們的雙手有些東西，這一過程被顛倒了。皮膚中的特殊受體受到溫度，壓力或疼痛的刺激。刺激通過神經傳播到脊髓，然後到達大腦（到感官皮層），在那裡解釋了信息。
上圖揭示了一種無創的直接腦控制技術，用於四肢和腦意見檢測。有幾種允許閱讀大腦中產生的電刺激的技術：
- 腦電圖（EEG），已用於診斷癲癇病多年。這使用頭皮上的非侵入性電極記錄大腦的電活動。該技術便宜，沒有醫療並發症，但不精確。
- 電皮質學（ECOG），其中電極放在大腦上。侵入性技術可以更好地閱讀，但可能具有更多的醫學並發症，例如感染或出血。
- 磁腦攝影（MEG）讀取由電刺激產生的磁場，但無創，但昂貴。
- 功能性近紅外（FNIR）成像，它通過基於紅外輻射測量的該區域的血液量的增加來識別大腦的部分，這是無創和廉價的。
現在，研究人員創造了一種假肢，可以感覺到並可以重現人類手的許多運動。這種假體可與植入大腦的芯片一起工作，並從運動皮層中讀取刺激，傳輸和接收往返於假體的信號。
信號不需要去脊髓；它們可以直接從大腦到機器，該系統稱為腦部計算機界面（BCI）。當與脊髓損傷且無法通過它傳輸信號的患者打交道時，這種界面非常重要。
芯片的主要問題之一是它隨著時間的流逝而與人體組織接觸，需要每隔幾年更換一次，這會增加感染和出血的風險。
丹佛大學的Rahmat Shoureshi正在研究假體，該假體使用合併的成像技術來閱讀大腦的刺激。
Shoureshi說：“ FNIR和EEG都在我們的混合感覺系統中使用，並且結合起來，它們具有比單獨的腦電圖相比，具有較高的腦意圖。” “儘管諸如fMRI和MEG之類的技術可能具有更高的敏感性和提高的分辨率，但它們很昂貴，需要大型設備。EEG和FNIR既是低成本和便攜式系統，適合實時大腦監測。”
雖然無法將感覺反饋傳遞給用戶，但非侵入性的性質是一個優勢。該技術比入侵系統更安全，但可以準確地讀取運動皮層中神經元的活性並避免干擾（這會導致不精確的運動）。
Shoureshi說：“ FNIR成像系統的分辨率僅受光和接收元件的間距的限制。” “在我們目前的設計中，源和傳感器之間的間距為1英寸，我們發現目前使用該技術足以進行。如果需要更高的分辨率FNIR，我們已經構建和測試了與源和傳感器組重疊的系統。”
本材料中表達的任何觀點，發現和結論或建議都是作者的意見，不一定反映了國家科學基金會的觀點。看到研究中的研究檔案。
