一種沒有接觸的新感覺可能會使四肢癱瘓或丟失的人使用直接向大腦發出感覺的複雜假體設備與世界互動。
杜克大學醫學中心的醫師和神經生物學家Miguel Nicolelis表示，該方法僅在迄今為止僅在猴子中測試，是神經假體的“主要里程碑”。神經假體是機器人的四肢或類似外骨骼的設備僅由神經信號控制。 Nicolelis和其他研究人員計劃在接下來的一到三年內測試人類中的這些設備。
尼古拉利斯告訴《生命科學》：“我想說我們實際上使大腦從猴子身體的身體極限中解放出來。” “他只能使用大腦動彈並感覺到。” [未來在這裡：半機械人在我們中間行走]
運動和感覺
全世界的研究人員都在努力開發設備的工作，這些設備在1980年的電影《帝國反擊》中有點像盧克·天行者的假肢手。虛構的絕地武士失去了輕度決鬥後，他的原始手的所有功能都得到了新的肢體。
芝加哥大學的感官研究員Sliman Bensmaia說：“他砍掉了手臂，一個小時後，他們向他放了一個假肢，開始戳胳膊，他經歷了這些戳，好像是一個真正的肢體。”
今天，與天行者的手最接近的是國防先進研究項目局（DARPA）腦控制機器人的機器人，該機器人計劃在大約一年內進行人體測試。手臂可以像天然肢體一樣彎曲和扭曲，並由植入大腦的電極控制。電極將電活動從腦細胞轉化為通過無線信號傳輸的手臂的命令。 [仿生人類：十大技術這是給出的
Bensmaia說，但是讓DARPA手臂之類的設備工作的訣竅是，假肢回到大腦。例如，手臂可以朝著如此多的方向移動，並採取如此多的形式，以至於僅基於視力而無法有效控制此類運動。您需要能夠感覺到手臂在做什麼。但是，儘管科學家在將大腦信號引起機器人技術以創造運動運動方面取得了長足的進步，但感覺方面卻落後了。
Bensmaia說：“我們每個人都在從事這項工作，有10個人在汽車方面工作。”
尼科萊斯說，一個巨大的挑戰是，這些設備在大腦中使用電極來刺激神經元。與我們的感覺受體的複雜性相比，電力是使大腦移動的一種相當直率的方法，並在試圖提取電動機信號的同時向大腦發送電信號可能會擾亂這兩個信號，從而造成很大的混亂。
Nicolelis和他的同事通過交織的感官和運動信號來解決這個問題。在紅燈，綠燈的模式下，新的腦機界面讀取了腦命令，然後切換到一次將觸覺信號發送回大腦，以一次以毫秒。
Nicolelis說，該技術“使我們能夠在時間窗口中傳遞這些信號，在時間窗口中，我們在記錄大腦發出的電動機信號方面不會損失太多或幾乎任何東西。”他和他的同事在《大自然》雜誌上（10月5日）在線報告了他們的方法。
四處逛逛
為了測試該方法，Nicolelis和他的同事用腦電極植入了兩隻恒河猴。每隻猴子的運動皮層中都有一批電極，這是控制運動的大腦的一部分。另一批落入猴子大腦的感覺區域。
然後，研究人員訓練猴子在三個相同的物體上查看計算機屏幕。三個對象之間的唯一區別是一個對象具有“虛擬紋理”。電機電極使猴子僅使用大腦信號將虛擬臂移到對像上。如果猴子用虛擬臂“觸摸”紋理對象，它將收到向大腦的感覺部分的信號。
動物必須用虛擬臂選擇正確的紋理物體。如果他們成功了，他們將獲得一份噴水果汁的獎勵。
尼古拉利斯說，猴子是測試中的ace，提供了他所謂的“原理證明”，即電極確實可以在接近現實的時間內將信息發送給感覺大腦區域。一隻猴子學會瞭如何在四個試驗中找到紋理對象，而另一隻猴子進行了九個試驗。隨著試驗的進行，猴子變得越來越好，最終幾乎變得像僅大腦的任務就像他們使用真正的手和手臂一樣。
尼古利斯說：“這很快。” “由於我們不能與猴子交談，所以我認為與人類患者交談，這將變得容易得多。”
直觀的感覺
Bensmaia說，向運動動作增加感官反饋是“關鍵創新”。但是需要做更多的事情，以確保感覺信號實際上是有道理的。在猴子的研究中，信號刺激了一隻猴子的手和另一隻猴子的腿，但沒有辦法知道動物如何經歷這種感覺。移動一個複雜的肢體Bensmaia說，這些信號必須盡可能接近原始肢體會產生的信號。
Bensmaia說：“有一系列來自手臂的信號實際上可以使人混淆而不是協助控製手臂，除非這些信號以某種方式直觀。” “這是下一個主要挑戰。”
尼科萊斯說，另一個挑戰是立即記錄更多的神經元活動。他說，神經元的信號越多，控制權就越多。他和他的同事是國際步行項目的一部分，該項目旨在發展一個完整的“外骨骼”對於癱瘓的患者。這個想法是，由大腦控制的外骨骼將取代一個人失去的肌肉控制，使他們坐下，站立和行走。
尼科利斯說，目標是在三年內準備好外骨骼 - 及時在他的祖國巴西參加2014年世界杯。
尼科利斯說：“我們認為我們可以在未來三年左右的時間內做到這一點。” “我們希望一個四肢癱瘓的少年能夠走進開場比賽並踢世界杯的開場球。”
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