科学家们正在利用大脑刺激来唤起仿生手臂使用者的触觉,从而突破脑机接口(BCI)所能实现的极限。该设备安装在椅子或轮椅上,旨在帮助瘫痪患者以迄今为止无法实现的方式体验物体的感觉。
脑机接口在患者的大脑和设备之间架起了一座桥梁,该设备可以执行患者身体无法执行的某些功能。一些 BCI 给出对于无法说话的患者;有些可以将想法转化为;也许现在最著名的是埃隆·马斯克 (Elon Musk) 的开发出一种大脑植入物,允许人们使用“心灵感应”控制计算机。
与此同时,假肢是一项令人惊讶的古老医学创新,但今天的模型与中世纪的版本相去甚远,暂时。最近的进展使更多的,但复制起来比较困难的是。
这个最新的获奖研究一个国际团队首次详细介绍了一种利用精确定向的大脑微刺激将复杂触觉编码到仿生手中的新方法。
主要作者 Giacomo Valle 教授在一篇文章中描述了这项工作陈述脑机接口研究“超越了以前所做的任何事情”。
“我们使用大脑控制的仿生肢体为参与者传达了与方向、曲率、运动和 3D 形状相关的触觉。我们现在处于人工接触的另一个层面。”
在脊髓损伤引起的瘫痪患者中,通常携带的电信号从手到脑都被堵住了。我们往往更关注视觉和听觉,但触觉也同样重要,它不断地为我们的大脑提供信息关于我们周围的世界。
“我们认为这种丰富性对于实现人手典型的灵巧性、操控性和高维度触觉体验至关重要,”瓦莱说。
这项研究中的仿生手臂是体外的,因此它没有附着在患者的身体上。相反,它被设计为通过连接到轮椅或其他设备上供瘫痪者使用。
该研究中有两名参与者,他们已经安装了脑机接口,并受到科学家们长达数年的监测,以收集与手臂和手的运动相关的大脑中所有电信号模式的数据——这种大脑活动仍然存在那里,即使是那些不能再自主移动四肢的人。
然后,当需要真正测试仿生肢体(包括操作方向盘)时,科学家们开发了一种通过植入物直接向大脑发送感官“信息”的方法。经过它们可以以非常具体和有针对性的方式刺激大脑,使用户感受到触觉。
“我们找到了一种通过使用大脑中的微小电极进行微刺激来输入这些‘触觉信息’的方法,并且我们找到了一种编码复杂感觉的独特方法。这使得在使用仿生手时能够获得更生动的感官反馈和体验。”Valle 解释道。
实际上,这意味着参与者可以感知仿生手指尖的运动方向并感觉到物体的边缘。有了这个意味着可以更准确地完成拾取和移动物体等任务。
目前,正如 Fred Schwaller 在一份报告中所强调的那样自然新闻特点是,这些突破性技术仅限于参加临床试验的极少数人。下一步将进行更大规模的试验,然后围绕成本、监管以及如何确保使用设备的患者得到治疗等问题存在关键问题。。
这项研究背后的团队将其描述为“第一步”。 “尽管仍然存在许多挑战,”瓦莱告诉吉兹莫多”,“这项最新研究提供的证据表明,恢复触觉的途径正变得越来越清晰。”
该研究发表在期刊上科学。