科学家诱导瘫痪男子手臂的触摸和运动的感觉

FMRI用于突出显示SOMATOSESTORY CORTEX中的选择植入网站。在该区域中植入的电极能够刺激产生物理感觉的神经元,如瘫痪的人的手臂上的挤压或抽头。信用:安德森实验室
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首次,CALTECH的科学家通过用微小的电极刺激大脑的某个区域,在瘫痪的人的手臂中引起了自然感觉。患者有一个高水平的脊髓病变,除了不能移动他的四肢,也不能感受到它们。这项工作可能有一天允许使用假肢肢体的瘫痪人员从这些设备上的传感器感受到物理反馈。

该研究是在理查德安德森的实验室完成的,James G. Boswell教授神经科学教授&C Chen脑机接口中心领导椅,和T的主任&C Chen脑机接口中心。描述工作的论文出现在4月10日期刊中 el.

这  是一条脑的大脑,治理身体感觉,既有人的感觉,既有原宿感受(运动的感觉或身体)’在太空中的位置)和皮肤感觉(压力,振动,触摸等)。在新的工作之前,瞄准类似脑区域的神经植入物主要产生的感觉,例如手中的刺痛或嗡嗡声。安德森实验室’S植入物能够产生更自然的  通过内在刺激,类似于患者在伤势之前所经历的感觉。

在脊髓损伤后三年前,患者从肩膀下瘫痪。两组微小电极阵列手术插入他的躯体感觉皮质中。使用阵列,研究人员用非常小的电力刺激该区域的神经元。参与者报告了感觉不同的自然感觉 - 例如挤压,敲击,向上运动感,以及几个 - 这将根据类型,强度和位置而变化,这取决于阵列刺激的刺激的频率,幅度和位置。这是第一次通过内耳神经刺激引起这种自然感觉。

“这很有意思,”研究参与者说了感觉。“这是很多捏,挤压,动作,类似的东西。希望它有助于未来的人。 ”

虽然不同类型的刺激确实诱导了不同的感觉,但管理特定物理感觉的神经码仍然不清楚。在未来的工作中,研究人员希望确定放置电极并刺激躯体感应脑区域的精确方法,以诱导特定的感受并创造一种刺激字典及其相应的感觉。

根据安德森的说法,下一个重大步骤是将技术与现有的神经假肢集成。 2015年,安德森’■实验室开发了脑机接口(BMI),将假体机器人臂连接到植入的电极,该电极植入脑的大脑区域,管辖意图。通过这种方式,瘫痪的男人能够利用假肢臂伸出,抓住一个杯子,把它带到他的嘴里喝饮料。将设备与躯体传感CORTEX连接将创建双向BMI,这将使瘫痪的人再次感受到 .

“目前唯一可用于神经假肢的反馈是视觉的,这意味着参与者可以观察机器人肢体的脑控制操作以进行更正,” says Andersen. “但是,一旦掌握了一个对象,就必须具有躯体感觉信息来减少对象。刺激诱导的躯体感觉感官具有产生实施方式的潜在额外的优点;例如,参与者可能会随着时间的推移而感觉到机器人肢体是身体的一部分。”

这项研究标题为“人类中的预防和皮肤感觉,由内部微刺激引发。”

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更多信息: Michelle Armenta Salas等人,人类的人类在内部微刺激引发的人体中, el (2018). DOI:10.7554 / ELIFE.32904

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