研究人員開發(fā)了截肢者可以使用的神經(jīng)接口 并進(jìn)行了零訓(xùn)練

神經(jīng)假體手臂是一個(gè)特別的挑戰(zhàn)，因?yàn)槭趾褪种缚梢砸苿?dòng)的復(fù)雜方式。 由于人工四肢是由肌肉運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)沖動(dòng)或兩者的結(jié)合所控制的，所以大多數(shù)系統(tǒng)需要相當(dāng)多的練習(xí)來學(xué)習(xí)如何使用。 科學(xué)家認(rèn)為他們有解決辦法。 他們創(chuàng)建了一個(gè)非常直觀的系統(tǒng)，用戶可以在沒有訓(xùn)練的情況下使用肢體。

密歇根大學(xué)生物工程教授保羅·塞德納和辛迪·切斯特克共同領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了一種方法，不僅可以使人工肢體更直觀，而且可以增加神經(jīng)末梢發(fā)出的電壓。 這項(xiàng)技術(shù)包括分離大的神經(jīng)叢，然后使用微小的肌肉移植來增強(qiáng)沖動(dòng)，然后用“腦機(jī)界面”來解釋。

在測(cè)試中，假肢已經(jīng)在第一次嘗試中起作用。 參與者似乎可以思考他們想要的手做什么，仿生肢體做什么。

切斯特克說：“你可以讓一只假肢做很多事情，但這并不意味著這個(gè)人直覺地控制它。 “不同之處在于，當(dāng)它只是通過思考第一次嘗試時(shí)，這就是我們的方法所提供的。 參與者沒有學(xué)習(xí)。 所有的學(xué)習(xí)都發(fā)生在我們的算法中。

通常，研究神經(jīng)接口的研究人員直接進(jìn)入大腦，因?yàn)檫@是他們可以得到最強(qiáng)和最穩(wěn)定的信號(hào)的地方。 然而，這是一種風(fēng)險(xiǎn)和侵入性的手術(shù)，主要是為癱瘓患者保留的。

在截肢者中使用周圍神經(jīng)更安全，但也有一些障礙，主要是神經(jīng)沖動(dòng)太弱。 它需要使用探針，被稱為“神經(jīng)中的釘子”，這些探針被插入神經(jīng)末梢。 這種方法留下疤痕組織，這進(jìn)一步削弱了電脈沖隨時(shí)間的推移。

新技術(shù)將小肌肉纖維移植到神經(jīng)上，將微小的神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為更大的肌肉沖動(dòng)。 “再生周圍神經(jīng)接口”(RPN I)不僅放大了電壓，而且給神經(jīng)提供了新的組織來連接和幫助預(yù)防神經(jīng)瘤，這會(huì)導(dǎo)致幻肢疼痛。

塞德納說：“這是多年來截肢患者在運(yùn)動(dòng)控制方面取得的最大進(jìn)展。 “我們開發(fā)了一種技術(shù)，利用病人殘余肢體中的神經(jīng)來提供個(gè)人手指控制假肢裝置。 有了它，我們已經(jīng)能夠提供一些世界上最先進(jìn)的假肢控制。

該技術(shù)尚未準(zhǔn)備好供商業(yè)使用，參與者尚不能保留假肢。 已經(jīng)有其他的產(chǎn)品，如市場(chǎng)上的英雄臂，執(zhí)行類似的功能使用不同的技術(shù)。

該小組的論文“再生周圍神經(jīng)接口允許實(shí)時(shí)控制上肢截肢者的人工手”已經(jīng)發(fā)表在科學(xué)翻譯醫(yī)學(xué)上。 然而，這項(xiàng)研究正在進(jìn)行中，并正在尋找更多的參與者。