科学家在瘫痪的人的手臂中引起触摸和移动的感觉

fMRI用于突出体感皮质中的选定植入部位。植入该区域的电极能够刺激瘫痪者手臂中产生物理感觉(如挤压或敲击)的神经元。信用:安徒生实验室
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加州理工学院的科学家首次通过用一小组电极刺激大脑的某个区域,在瘫痪的人的手臂上引起了自然感觉。病人患有高水平的脊髓损伤,除了不能移动他的四肢外,还不能感觉到它们。这项工作有一天可能使使用假肢的瘫痪者感受到来自放置在这些设备上的传感器的物理反馈。

这项研究是在詹姆斯·G·博斯韦尔(Richard Andersen)的理查德·安德森(Richard Andersen)实验室进行的,&C陈脑机接口中心领导主席,T主任&C Chen脑机接口中心。一份描述这项工作的论文发表在4月10日的期刊上 电子生活.

的  是控制身体感觉(无论是本体感觉还是运动感觉或身体感觉)的大脑条’位置)和皮肤感觉(压力,振动,触感等)。在进行这项新工作之前,针对相似大脑区域的神经植入物主要产生手部刺痛或嗡嗡等感觉。安徒生实验室’植入物能够产生更自然的  通过皮层内刺激,类似于患者受伤之前的感觉。

三年前,脊髓受伤后,患者的肩膀瘫痪了。将两排微小的电极通过手术插入他的体感皮层。研究人员使用这些阵列以很小的电脉冲刺激了该区域的神经元。参与者报告感觉到不同的自然感觉,例如挤压,敲击,向上运动感以及其他几种感觉,其类型,强度和位置会有所不同,具体取决于阵列刺激的频率,幅度和位置。这是皮质神经内刺激首次引起这种自然感觉。

“真有趣”研究参与者谈到了这种感觉。“这是很多捏,挤压,动作之类的事情。希望它对将来的人有所帮助。 ”

虽然不同类型的刺激确实确实会引起不同的感觉,但是控制特定身体感觉的神经密码仍然不清楚。在未来的工作中,研究人员希望确定放置电极和刺激体感大脑区域的精确方法,以诱导特定的感觉并创建一种刺激及其相应感觉的词典。

据安德森(Andersen)所说,下一步的主要步骤是将该技术与现有的神经假体进行整合。 2015年,安徒生’的实验室开发了脑机接口(BMI),可将假肢机械手与植入意图控制意图的大脑区域中的电极相连。通过这种方式,瘫痪的男人能够利用假肢伸出手,抓住杯子,然后将其带到嘴里喝一杯。将设备与体感皮层连接会创建双向BMI,使瘫痪者在使用时能够再次感觉到 .

“目前,唯一可用于神经修复术的反馈是视觉反馈,这意味着参与者可以观看机器人肢体的大脑控制操作来进行矫正,” says Andersen. “但是,一旦抓住了一个物体,同样重要的是还必须具有体感信息来灵巧地操纵该物体。刺激引起的体感感觉具有产生实施感的潜在的额外优势。例如,随着时间的流逝,参与者可能会感觉到机器人肢体是他们身体的一部分。”

该研究的标题是“皮层内微刺激诱发的人类的本体感受和皮肤感觉。”

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更多信息: 米歇尔·阿曼塔·萨拉斯(Michelle Armenta Salas)等人,通过皮层内微刺激引起的人的本体感受和皮肤感觉, 电子生活 (2018). DOI:10.7554 / 电子生活.32904

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