“心灵控制”的仿生设备如何帮助四肢瘫痪行走

作者:南宫舨

<p>“心灵控制”仿生设备的发展今天又向着迈出了一步,发表了一篇Nature Biotechnology论文,描述了一个带有12个电极的3厘米长的小支架如何有朝一日能帮助脊髓损伤患者行走的力量这个被称为“stentrode”的装置被插入颈部的颈静脉并向上推动静脉,直到它到达大脑的运动皮层,这是肌肉活动的原因我已经成为39人团队的一员开发和测试该设备,我们现在计划明年在维多利亚进行一项临床试验</p><p>斯特诺德的位置与运动皮层一起,允许它接收启动运动的神经信号</p><p>它将这些信号从12微引线发送到计算机接口这里,信号被转化为可以操纵从仿生假肢到全身外骨骼的任何信息,变形型外部骨架</p><p>在之前的研究中,2002年发现猴子可以用思维的力量移动计算机光标这表明理论上可以单独使用思想来控制仿生肢体接下来,研究人员使用电极设备,例如犹他州电极阵列,并通过外科手术将它们植入颅骨下方的人体皮层中这些装置产生了惊人的效果,包括瘫痪患者操作远程仿生肢体的能力,完全与身体分离,并啜饮一口咖啡这些装置仍在开发中一家名为BrainGate的公司然而,插入这些设备需要进行大规模的脑部手术,这会带来感染风险,免疫排斥手术植入的电极阵列也会导致脑部发炎,并在六个月到一年内遭受信号质量下降</p><p>该导体旨在克服这些问题通过坐在大脑的脉管系统内,将stentrode整合到血管中l,保护它免受大脑免疫细胞的影响我们的临床前研究表明,随着时间的推移,大脑发出的信号随着时间的推移变得越来越清洁和强壮</p><p>第一批接受过电极植入的患者将是遭受过癫痫的人</p><p>脊柱损伤并最终导致四肢瘫痪在接受植入之前,患者将进行功能性MRI扫描他们将被要求想象左右移动他们的手臂,上下移动,并想象将他们的手移向计算机屏幕上的目标这将产生外科医生在植入手术期间可以瞄准运动皮层的虚拟地图,以确保设备覆盖在运动皮层的适当区域上然后患者自己的大脑将开始学习范例,非常类似于学习演奏乐器,或者一种新的运动技能运动皮层中的神经元会响应患者的思想而发射,然后将其翻译成int o光标,仿生肢体或外骨骼的运动最初这些运动将是生涩的,不协调的并且产生不正确的结果但是通过反复试验的过程,大脑的神经塑性特性将允许它改善神经活动,最终允许协调的活动例如喝咖啡,或借助外骨骼行走大脑的高度分支的血管系统意味着可能将stentrode沉积在其他血管中以治疗各种疾病它有可能预测癫痫发作,例如,如果放置在引起癫痫发作的大脑区域中大脑的神经活动在癫痫发作之前以可预测的方式发生变化该癫痫发作者可以接收这些告警警告信号,提醒患者停止任何会使他们或其他处于危险之中的人,如驾驶或游泳,也可以将stentrode用作神经刺激装置</p><p>目前的治疗方法对于帕金森病,包括深部脑刺激(DBS),以释放顺利,协调运动所需的多巴胺</p><p>使用stentrode作为替代刺激器可以减轻将刺激物植入大脑深处的风险该装置还可以帮助患有运动神经元疾病的人( MND)被剥夺了移动,说话,吃饭和最终呼吸的能力 在人们失去通信能力的阶段,可以使用stentrode为人们提供控制计算机的界面</p><p>这可以为他们提供宝贵的数月或数年,他们可以继续与亲人沟通</p><p>这是人类的第一个人类临床试验定于2017年如果我们看到预期的结果,我们希望在2020年上半年可以获得商业化的技术版本</p><p>与此同时,一个目标是增加更多的电极,允许更好的控制麻痹患者不仅要再次行走,....

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