腦機介面助癱瘓男恢復觸覺

觸覺是人類感受外部世界不可或缺的感官，許

多人卻因為意外或身體機能出現問題而失去這種能力。近日，非營利組織巴特爾研究所的研究人員宣稱，他們首次利用腦機介面(BCI)技術幫助一名美國癱瘓男子恢復了手部觸覺。

男子名叫伊恩 · 伯克哈特，他在二○一○年參加潛水活動時發生事故，脊髓斷裂導致全身癱瘓。伯克哈特不僅無法走路，手臂的活動範圍也僅限於肩膀和二頭肌，幾乎完全失去了觸覺。二○一四年，伯克哈特參加了巴特爾研究所與俄亥俄州立大學的NeuroLife項目。

項目就是在伯克哈特大腦的運動皮層上安裝一個腦機介面，經過多年的研究和試驗，該團隊終於實現了前所未有的重大突破，首次成功在伯克哈特的身上實現了癱瘓治療領域的里程碑：使用腦機介面、非侵入性義肢工具以及機器學習技術，首次同時恢復了癱瘓者的運動功能和觸覺。

研究團隊使用了機器學習訓練了一個信號處理演算法，能夠可靠地檢測癱瘓者神經系統中出現的極其微弱的深層知覺信號，並且觸發義肢上的震動回饋，讓伯克哈特可以對細小的物品，比如鉛筆或牙刷，獲得準確的觸覺。據悉，分離出來的觸覺信號，經過處理可以達到非常精確的水平，能夠控制義肢，讓伯克哈特自由地調整右手的力量。整個系統也是自動化的，在很大程度上解放了伯克哈特讓他不用一直看著自己的右手，用大腦持續輸出信號。這項研究已啟動六年，伯克哈特目前已經能夠感覺到物體，並有足夠的手臂控制力，甚至可以玩遊戲。

據悉，脊髓損傷會損害人體的感知運動電路，從而導致癱瘓、機能障礙和感知功能障礙等疾病。但是，最近的證據表明，嚴重的臨床完全脊髓損傷並不完全阻斷神經支配皮膚的上行感覺資訊傳遞。這意味着，即使在脊髓損傷後數年，患者感覺不到的觸覺刺激，仍會引起大腦皮層活動的變化。而殘存的體感神經的存在，以及因此殘存的體感資訊，可能會對嚴重脊髓損傷患者的功能恢復產生幫助。

正是癱瘓患者的殘餘觸覺信號，才使得通過腦機介面技術恢復感知或運動功能成為可能。巴特爾研究所這項研究中，研究人員評估了一種假設，即通過腦機介面技術，破譯來自受損手部的殘餘感覺神經活動，並將其動態轉換為用戶可以感知的閉環感覺回饋，從而潛在地增強感知功能。同時，由於觸覺對於運動控制至關重要，因此，除了單獨恢復觸覺，腦機介面技術有望讓脊髓損傷患者僅僅通過一隻手，同時恢復觸覺和運動功能。研究人員表示，與偶然性相比，他們在實驗中達到了百分之九十的準確率。

水 登