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脑机接口重大突破:瘫痪患者重新拥有触觉,还能抓起鸡蛋壳
美国范斯坦医学研究所团队在《自然·医学》发表论文,报告了全球首个人体应用的“双向神经旁路”系统,让一名四肢瘫痪患者不仅恢复了自主运动,还重新获得了触觉反馈。该技术通过植入大脑的微电极阵列和AI算法,形成了运动指令发出与触觉信号回传的闭环,且设备关闭后患者运动能力持续改善,提示可能促进了神经可塑性。文章基于真实临床数据,适合对前沿脑机接口技术、神经康复医学有基础认知的读者,也可作为了解该领域当前进展的参考样本。原文 ↗
核心观点
- ▍本研究首次在人体上实现了“双向神经旁路”系统,即同时恢复运动指令输出和触觉反馈输入,形成完整闭环,突破了以往单向控制的局限。
- 01受试者 Keith Thomas 因跳水致 C4/C5 脊髓损伤,胸部以下瘫痪,参与为期三年的临床试验。
- 02医生在 Thomas 大脑中植入 5 个微电极阵列:2 个用于解码运动意图,3 个用于施加感觉刺激。
- 03系统使用循环神经网络从运动皮层信号识别抓握意图,深度强化学习根据力传感器数据动态调节抓握力度。
- 04在空心蛋壳实验中,强化学习系统开启后,抓握力控制成功率 87%,未开启时仅 27%。
- 05经过约 35 周训练,Thomas 右臂力量提高 86%,左臂提高 62%,并能独立完成进食、擦嘴等动作。
- 06一种名为“皮层镜像”的干预策略,使 Thomas 原本缺乏触觉的右手腕区域对压力刺激的敏感度出现改善。
- 07即便脑机接口设备关闭后,Thomas 的运动能力仍持续改善了数月,提示神经可塑性被激活。
反方 / 局限
- — 目前研究仅针对单个受试者,尚未大样本验证,部分专家指出触觉功能仅为部分恢复。
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