猴子仅用思想就能驾驶轮椅

猴子仅用思想就能驾驶轮椅

一组研究人员想出了一种方法,让猴子用意念控制轮椅。这项利用大脑植入物的成果很快就能帮助严重瘫痪的人控制轮椅,让他们比以前更加灵活。

研究人员认为,未来这种方法不仅可以用于控制轮椅,还可以用于其他假肢。这项研究今天发表在《科学报告》上。

此前,其他研究小组曾尝试使用非侵入式设备完成这一任务,但植入式脑机接口(BMI)可以提供更细致的控制。

“我们希望很快开始在人体上进行试验。”

研究小组由杜克大学神经工程中心的米格尔·尼古莱利斯 (Miguel Nicolelis) 领导,他们将这种装置植入恒河猴的大脑中,恒河猴的大脑与人类最为相似。该装置的工作原理是记录恒河猴大脑中与运动和感觉相关的两个区域的神经元信号。

为了激励猴子移动,研究人员在房间中央放置了一碗葡萄。当猴子想着要朝那碗葡萄走去时,脑机接口会将这些脑信号转化为轮椅的操作,让轮椅朝那碗葡萄走去。

“猴子们尝试了几次才习惯,有些猴子比其他猴子更熟练,”尼科莱利斯说,但大多数猴子最终都掌握了窍门,如果用在人类身上,就会容易得多,他说。“随着时间的推移,该装置成为动物身体的延伸。”

有趣的是,随着猴子继续使用该设备,它开始捕捉到大脑活动,表明猴子正在试图弄清楚葡萄碗有多远。“这不是训练开始时出现的信号,而是猴子熟练掌握这项任务后出现的结果,”尼科莱利斯在新闻稿中说。“这很令人惊讶。它展示了大脑在吸收设备(在本例中是轮椅)以及该设备与周围世界的空间关系方面具有极大的灵活性。”

虽然这项研究只关注将该设备用于轮椅,但研究人员指出,主要概念可以应用于其他类型的辅助设备,如假肢。下一步,研究人员希望在使用轮椅的瘫痪患者身上测试该设备,然后继续研究。

“随着时间的推移,该装置成为动物身体的延伸。”

目前存在的类似非侵入式设备使用可穿戴脑电图 (EEG) 进行工作,但功能更有限,无法像这些新型植入式设备那样进行精细控制。虽然这些设备需要通过手术植入大脑,但 Nicolelis 指出,手术的侵入性极小,而且由于这些设备可以带来巨大优势并提高生活质量,他相信许多人会接受它。其中一些植入物已留在猴子的大脑中七年,Nicolelis 相信它们可以留在那里更长时间。

“我认为我们已经准备好了。我们希望很快开始在人体上进行试验,”尼科莱利斯说。

与此同时,Nicolelis 和他的团队将继续尝试提高大脑植入物的准确性和精确度,尝试用机器记录更多的神经元。这次试验记录了 300 个神经元,他的团队以前能够同时记录多达 2,000 个神经元;记录的神经元越多,动作就越精确。

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