一种没有接触的新感觉可能会使四肢瘫痪或丢失的人使用直接向大脑发出感觉的复杂假体设备与世界互动。
杜克大学医学中心的医师和神经生物学家Miguel Nicolelis表示，该方法仅在迄今为止仅在猴子中测试，是神经假体的“主要里程碑”。神经假体是机器人的四肢或类似外骨骼的设备仅由神经信号控制。 Nicolelis和其他研究人员计划在接下来的一到三年内测试人类中的这些设备。
尼古拉利斯告诉《生命科学》：“我想说我们实际上使大脑从猴子身体的身体极限中解放出来。” “他只能使用大脑动弹并感觉到。” [未来在这里：半机械人在我们中间行走]
运动和感觉
全世界的研究人员都在努力开发设备的工作，这些设备在1980年的电影《帝国反击》中有点像卢克·天行者的假肢手。虚构的绝地武士失去了轻度决斗后，他的原始手的所有功能都得到了新的肢体。
芝加哥大学的感官研究员Sliman Bensmaia说：“他砍掉了手臂，一个小时后，他们向他放了一个假肢，开始戳胳膊，他经历了这些戳，好像是一个真正的肢体。”
今天，与天行者的手最接近的是国防先进研究项目局（DARPA）脑控制机器人的机器人，该机器人计划在大约一年内进行人体测试。手臂可以像天然肢体一样弯曲和扭曲，并由植入大脑的电极控制。电极将电活动从脑细胞转化为通过无线信号传输的手臂的命令。 [仿生人类：十大技术这是给出的
Bensmaia说，但是让DARPA手臂之类的设备工作的诀窍是，假肢回到大脑。例如，手臂可以朝着如此多的方向移动，并采取如此多的形式，以至于仅基于视力而无法有效控制此类运动。您需要能够感觉到手臂在做什么。但是，尽管科学家在将大脑信号引起机器人技术以创造运动运动方面取得了长足的进步，但感觉方面却落后了。
Bensmaia说：“我们每个人都在从事这项工作，有10个人在汽车方面工作。”
尼科莱斯说，一个巨大的挑战是，这些设备在大脑中使用电极来刺激神经元。与我们的感觉受体的复杂性相比，电力是使大脑移动的一种相当直率的方法，并在试图提取电动机信号的同时向大脑发送电信号可能会扰乱这两个信号，从而造成很大的混乱。
Nicolelis和他的同事通过交织的感官和运动信号来解决这个问题。在红灯，绿灯的模式下，新的脑机界面读取了脑命令，然后切换到一次将触觉信号发送回大脑，以一次以毫秒。
Nicolelis说，该技术“使我们能够在时间窗口中传递这些信号，在时间窗口中，我们在记录大脑发出的电动机信号方面不会损失太多或几乎任何东西。”他和他的同事在《大自然》杂志上（10月5日）在线报告了他们的方法。
四处逛逛
为了测试该方法，Nicolelis和他的同事用脑电极植入了两只恒河猴。每只猴子的运动皮层中都有一批电极，这是控制运动的大脑的一部分。另一批落入猴子大脑的感觉区域。
然后，研究人员训练猴子在三个相同的物体上查看计算机屏幕。三个对象之间的唯一区别是一个对象具有“虚拟纹理”。电机电极使猴子仅使用大脑信号将虚拟臂移到对象上。如果猴子用虚拟臂“触摸”纹理对象，它将收到向大脑的感觉部分的信号。
动物必须用虚拟臂选择正确的纹理物体。如果他们成功了，他们将获得一份喷水果汁的奖励。
尼古拉利斯说，猴子是测试中的ace，提供了他所谓的“原理证明”，即电极确实可以在接近现实的时间内将信息发送给感觉大脑区域。一只猴子学会了如何在四个试验中找到纹理对象，而另一只猴子进行了九个试验。随着试验的进行，猴子变得越来越好，最终几乎变得像仅大脑的任务就像他们使用真正的手和手臂一样。
尼古利斯说：“这很快。” “由于我们不能与猴子交谈，所以我认为与人类患者交谈，这将变得容易得多。”
直观的感觉
Bensmaia说，向运动动作增加感官反馈是“关键创新”。但是需要做更多的事情，以确保感觉信号实际上是有道理的。在猴子的研究中，信号刺激了一只猴子的手和另一只猴子的腿，但没有办法知道动物如何经历这种感觉。移动一个复杂的肢体Bensmaia说，这些信号必须尽可能接近原始肢体会产生的信号。
Bensmaia说：“有一系列来自手臂的信号实际上可以使人混淆而不是协助控制手臂，除非这些信号以某种方式直观。” “这是下一个主要挑战。”
尼科莱斯说，另一个挑战是立即记录更多的神经元活动。他说，神经元的信号越多，控制权就越多。他和他的同事是国际步行项目的一部分，该项目旨在发展一个完整的“外骨骼”对于瘫痪的患者。这个想法是，由大脑控制的外骨骼将取代一个人失去的肌肉控制，使他们坐下，站立和行走。
尼科利斯说，目标是在三年内准备好外骨骼 - 及时在他的祖国巴西参加2014年世界杯。
尼科利斯说：“我们认为我们可以在未来三年左右的时间内做到这一点。” “我们希望一个四肢瘫痪的少年能够走进开场比赛并踢世界杯的开场球。”
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