可以移动单根手指的假肢


周不润, NeuroTimes   |   Feb. 19, 2016



手的精细运动是人的重要功能之一。拿一个杯子、握一个球,都需要手和手指的精细运动,以及手部和眼睛的协调合作。然而在目前的各种脑部控制的机械假肢中,还没有一个能有精细运动功能,主要原因之一是从脑部难以获取精确到每个手指的信号。

约翰·霍普金斯大学近期在癫痫患者脑部植入了一个可以控制假肢的电极阵列,通过映射控制每个手指动作的脑区,第一次实现了通过脑部来控制假肢的单个手指,实现假肢的精细运动功能。该研究已发表在Journal of Neural Engineering上。

他们首先通过脑外科手术,将128电极传感器阵列(大概信用卡大小)植入患者大脑控制手和手臂动作的部分,每个传感器监测脑部直径1毫米的圆形面积。然后要求患者移动自己的手指,来观察手指运动过程中,大脑哪些部位被“点亮”‘此外,他们还将小型振动蜂鸣器放置在患者指尖,以测量触觉引发的脑部电信号。基于动作信号和触觉信号的数据,对机械假肢进行编程,并将电极连接到患者脑部,要求患者用“思考”的方式来移动机械假肢的手指。

开始,控制的精确程度达到76%,当无名指和小指连接在一起时,精确度明显提升,达到88%。研究人员解释说,控制的小指和无名指大脑的一部分重叠,所以大多数人这两个手指是一起动的。此外,研究人员还表示,截肢患者无需提前培训就能熟悉这个设备。

精细运动的实现意味着,脑机接口控制假肢的技术又有了新的突破。




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