Cell刊:脑机接口让脊髓损伤患者重新获得手部触觉
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对于正常人来说触觉是最理所当然的能力,但那些脊髓损伤或脊髓疾病导致的瘫痪者要想恢复肢体功能,却必须经过重建触觉这一步。
脊髓严重损伤的受试者恢复了手部触觉
美国巴泰尔科研中心(Battelle Institute)和俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心(the Ohio State University Wexner Medical Center)的研究团队已经成功利用脑机接口(BCI)系统帮一位脊髓严重损伤的受试者恢复了手部触觉,并于4月份在Cell上发表了相关研究成果《Restoring the Sense of Touch Using a Sensorimotor Demultiplexing Neural Interface》。

导读
脊髓损伤(SCI)后,可以使用脑机接口(BCI)恢复瘫痪肌肉,以增强运动功能。触觉是运动功能的关键组成部分。在这里,研究人员证明具有临床完全脊髓损伤的人类参与者可以利用BCI利用自己的手残留的触摸信号来同时恢复运动功能和触觉活力。在初级运动皮层(M1)中,同时从正在进行的传出运动意图中多路分解残留的知觉下手部触摸信号,从而实现皮质内控制的闭环感觉反馈。使用闭环解复用BCI几乎完全恢复了检测物体触摸的能力,并显着改善了几种感觉运动功能。还可以从M1解码传入的握力强度级别,从而可以通过触摸信号调节握力。这些结果表明,可以从皮层解码知觉下的神经信号,并将其转化为意识知觉,从而显着增强功能。



M1中的感觉和运动事件可以被解码,
从而使感觉运动的多路复用BCI控制和增强感觉运动功能

该系统能让类似Burkhart仅靠触觉就能感知到物体的患者自己能找到并捡拾自己看不见的物品;
该系统也成为首个同时恢复运动功能与触觉功能的BCI系统,而且受试者一旦在运动过程中感知到经过增强的触觉,便能拥有更强的控制感,做起事情也更快;
经过这些改进的BCI系统能够感知握持或捡拾物体时所需的压力,比如对泡沫塑料杯之类的易碎物品需要轻轻地拿,而捡起重物的时候则需要用力抓握。
论文地址:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30347-0
参考:臻泰智能
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