
根據一項新研究,一種植入男人大腦的裝置恢復了他的觸覺。這是第一次使用這種設備來恢復患有脊髓損傷研究人員說。
病人雖然因受傷而癱瘓,但可以通過心智控制的機器人手臂研究人員說,直接與他的大腦有關。
那個人內森·科普蘭(Nathan Copeland)居住在賓夕法尼亞州西部。在2004年冬天,他晚上在雨天的天氣中開車,並在一次車禍中撞擊了脖子,傷害了他的脊髓。撞車事故離開了谷輪,當時是18歲,上胸部的四肢癱瘓。他無法感覺到或移動腿部或下臂,並且需要在所有日常活動中提供幫助。 [5種革新生物技術的驚人技術這是給出的
科普蘭說:“我沒有任何手指運動,也沒有拇指 - 只是有點拳頭,我仍然相處。” “我仍然可以打字。我用小指的指關節打字。”
撞車事故發生時,谷輪(Copeland)正在上大學的第一年,攻讀納米製作學位。但是健康問題迫使他擱置了學位。車禍後,他參加了願意參加臨床試驗的患者註冊表。
在2015年春季,谷輪有兩個電子芯片,每個芯片大約是襯衫按鈕的一半,植入了他的大腦的一部分,稱為體感皮質,控制觸摸,包括手中。每個芯片的陣列有32個針狀電極,約2微米寬,約為平均人毛的直徑15,這是由鹽湖城的貝萊德微型系統開發的。這些電極可以在他的大腦中刺激神經元,以重現他對觸摸的看法,同時繞過他的脊髓損傷。
“迄今為止,全部試圖恢復觸覺的感覺通過大腦植入物是在動物實驗中進行的,或者在現有操作中使用了非常大的電極。
先前使用這種新技術和較小的電極(稱為皮質內微刺激)的研究在對動物的研究中看起來很有希望。但是,尚不確定人造感覺對一個人來說是否會感到自然。
恢復感覺
研究人員了解了人類的感覺Gaunt告訴Live Science,從患者醒著的患者進行腦外科手術。但是,通常,這些手術中使用的電極比研究人員在谷輪植入物中使用的電極大1,000倍。他說:“這些大電極會產生來自大面積皮膚的嗡嗡聲,例如,整個手。” “感覺不正常。”
在其他工作中,研究人員恢復了觸摸的感覺截肢者的武器通過刺激其其餘部位的神經。但是,這種工作無法恢復脊髓損傷患者的觸摸,這些人在中樞神經系統中受到損害。 [您對大腦不了解的10件事這是給出的
在新的研究中,在六個月的實驗中,研究人員發現,腦植入物確實可以喚起谷輪手中的自然感覺,例如溫暖和壓力。此外,他們發現他覺得這些感覺彷彿起源於他的上掌和右手的四根手指的底部。
“我幾乎可以感覺到每隻手指 - 這是一種非常奇怪的感覺,”在大學提供的視頻中,科普蘭在手術後大約植入設備的大約一個月時說道。 “有時候感覺是電氣的,有時是壓力。但是在大多數情況下,我可以用確定的精度告訴大多數手指。感覺就像我的手指被觸摸或推了一樣。”
谷輪在整個實驗過程中報告說,有93%的感覺感覺“可能是自然的” - 例如,像在他的皮膚表面上按下棉籤一樣。
“當他清楚地說'食指','中指'或'小指'時,到那一刻已經有很多年的工作了,我認為有很多人很高興看到它像我們期望的那樣工作,”匹茲堡大學的生物工程師Jennifer Collinger說。
谷輪也能夠感覺到觸摸大腦植入物與假肢相連。他正確地確定了84%的時間,當他蒙住眼睛時,哪個假肢被觸摸。
谷輪說:“我看不到,但感覺就像我正在摸索或推動手指。”
將運動與感覺相結合
谷輪還植入了另一對電極運動皮層,控制自願運動的大腦部分。在其他實驗中,谷輪可能用他的思想敏捷地控制機器人手臂Gaunt說,由巴爾的摩約翰·霍普金斯大學的研究人員建造。
研究人員現在正在嘗試將運動與感覺相結合。 Gaunt說:“我們還需要了解什麼使某些電極感覺像壓力,其他電極感覺像刺痛。” “我們想知道我們是否可以做任何使'刺'電極更自然的。”
Gaunt說,這項技術的一個挑戰是,目前,實驗設備很大,因此研究人員希望開發一個較小的版本。此外,大腦植入物目前具有通過Copeland頭皮的連接器,研究人員希望使設備完全植入。
Gaunt說:“在這種技術可用之前,我們還有很多工作要做。” “我們的參與者確實是一名先驅,正在與我們一起做這項工作,以使未來遭受這些可怕傷害的人受益。”
Gaunt在一份聲明中說:“最終的目標是創建一個像自然手臂一樣移動和感覺的系統。” “到達那裡我們還有很長的路要走,但這是一個很好的開始。”
科學家在線詳細介紹了他們的發現10月13日,《科學轉化醫學》雜誌上。
原始故事現場科學。