52岁的美国人简·舒尔曼全身瘫痪,但她学会了用意念控制机械臂。这个复杂的机械装置由来自人脑的脉冲控制。
十三年前,简因脊髓损伤而失去了行动能力,脊髓损伤损害了她的神经系统,并导致了颈椎骨折等病人所经历的后果。
匹兹堡大学的科学家做了一件不可思议的事情——他们将电极植入大脑,借助电极,一名妇女能够控制一只假手。
专家开发的计算机程序可以记录来自大脑皮层的脉冲,从而使人们能够控制假手。
这名女子接受了手术,将一个电极网络植入她的大脑,电极分别位于控制四肢的神经元两侧。然后,电极被连接到一个机械臂和一个计算机程序上。
专家称这一成就是假肢领域的一大进步,人们可以学会仅凭自己的思想来控制自己的四肢。
病人花了两天时间学会了如何向不同方向移动她的手,一周后她就能拿起不同形状的物体了。简的注意力不再集中在如何移动她的手上,而是集中在一个特定的目标上,例如,从桌子上拿起想要的物品。
匹兹堡大学神经科学教授安德鲁·施瓦茨表示,参与该项目的所有科学家都对简掌握复杂机制的速度感到惊讶。
实验开始时,机械臂被设定为辅助患者动作,并消除可能出现的细微误差。但没过多久,简就开始自己适应这只假肢了,无需借助程序。
三个月后,这位瘫痪的妇女已经能够利用机械肢体完成91%的任务,并且学会了以快30秒的速度完成任务。
这些非凡的成果是生物医学领域的真正突破。得益于科学家们的研发,瘫痪者将能够利用自然的大脑活动来控制机械肢体,从而完成一些对健康人来说很基础、但瘫痪者却无法做到的简单操作和动作。
科学家们正在改进这项研发。尽管它独一无二,实验也取得了成功,但仍存在一些缺陷和问题。尤其是疤痕会干扰数据向计算机的传输。这些疤痕形成于传感器植入区域。目前,专家们正在考虑采用无线方式传输脉冲的可能性,但现在谈论这一点还为时过早。
目前,机械手还不能完成更复杂的动作,比如写字或系鞋带,但进步不会停滞不前,因此科学家很有可能会提高假肢的功能。