首个双手控制脑机接口：开颅手术 10 小时植入 6 个电极，瘫痪人

本文作者：付静

有这样一位名为 Buz Chmielewski 的男人，曾在一次出海冲浪时不幸遭遇不测，四肢瘫痪。从正值十几岁的大好岁月到从此的 30 余年里，Buz Chmielewski 的手臂险些不能做出任何勾当。

固然再也无法回到少年时的那般康健有活力，但他照旧兴起勇气接管了一组来自美国闻名私立大学约翰斯·霍普金斯大学医学院、应用物理尝试室研究团队的尝试，挑衅凡人眼中的不行能。

荣幸的是，尝试很乐成！

Buz Chmielewski 借助科技的力气，用意识同时节制了两条机器臂，这在医学上照旧初次。

起首，他节制左机器臂拿刀、右机器臂拿叉，切开盘子里的蛋糕。

接着，个中一条机器臂迟钝移动，将蛋糕送到嘴中。

着实，研究团队用在他身上的正是公共既耳熟能详又暗示忧虑的一项技能——「侵入式脑机接口」。

10 小时手术植入 6 个电极

这项尝试被称为「双边脑机接口植入尝试」。

早在 2006 年，美国国防高级研究打算局（DARPA）提倡了与这一尝试相干的一个项目，但愿研究团队可以或许尽快改造义肢（上肢）的技能，为患者操纵义肢提供新的思绪要领——其最初的假想是缔造一个具有相同人类手段的神经集成义肢（上肢），随后逐步衍生出了模块化假肢（MPL），集成了诸如应用于指尖的压力和加快度传感器。

2019 年 1 月，在长达 10 个小时的手术中，外科大夫将 6 个电极植入了 Buz Chmielewski 的大脑，旨在改进其双手对外界的感知，实现传说中的意念节制。

详细来讲，Buz Chmielewski 的大脑两侧（节制行为和触觉的地区）植入了皮质内微电极阵列传感器。手术中团队还用到了一种创始的要领，通过及时绘制大脑勾当图来确定安排电极的最佳位置。

手术后，约翰斯·霍普金斯大学医学院、应用物理尝试室两个团队开始了近 2 年的连系研究，终于到达了上述这一重要的里程碑。

如下图所示，约翰斯·霍普金斯大学应用物理尝试室工程师 Francesco Tenore 博士站在 Buz Chmielewski 一侧，亲近存眷着他对两条机器臂的意识节制。

正如研究团队成员、医学博士、约翰斯·霍普金斯大学医学院理疗与痊愈主任、传授 Pablo Celnik 所说：

这种范例的研究，我们常称其为脑机接口（BCI），今朝绝大大都实行都齐集在通过节制大脑的一侧实现单机器臂的节制。因此，通过植入电极从大脑两侧检测信号，节制两条机器臂执行根基的一般勾当，可以说是实现更为伟大的使命的重要一步。

对此，研究团队成员、约翰斯·霍普金斯大学医学院理疗与痊愈助理传授、Gabriela Cantarero 博士增补道：

借助脑机接口同时节制两条机器臂是一项出格的挑衅，由于它不是一个简朴的求和，不是说只要在大脑中算出左臂的举措+右臂的举措就行。在这里，也许 1+1并不便是 2，1 + 1 = 3.8。

值得存眷的是，这一打破性尝试着实是脑机接口+呆板人+人工智能的配合成绩——在患者体外的硬件部门，研究职员通过人工智能技能实现了机器臂节制的部门自动化。假如说 Buz Chmielewski 的全力在于通过意识节制担保细节（如：蛋糕的精确位置、蛋糕切好后的详细巨细），那么呆板人部门的事变则是为了让这些根基举措更易告竣。

现实上，研究团队一向在试探操作神经信号实现体系的“及时”节制。为了检测结果，尚有三位参加者插手了神经节制研究，最终三位参加者都乐成实现了单机器臂神经节制。

就将来而言，该团队还在研究通过神经刺激同时为患者双手提供感受反馈的要领。Francesco Tenore 博士暗示：

下一步的事变包罗：增进患者一般勾当的数目和范例，从而证明这种情势的人机相助是靠得住的，从而为用户提供特另外感官反馈使命。这也就意味着，患者不必完全依赖视觉来判定是否乐成，就像平凡人系鞋带时不消看也能感受到本身的举措，把鞋带系好。

终于，操作大脑植入物，四肢瘫痪的患者可以或许用意识同时节制两条假肢了，这无疑对付脊髓高度损伤和神经肌肉疾病患者的手段规复有着重要意义。

脑机革命：侵入 or 非侵入？

连年来，脑机接口规模的重大打破逐渐多了起来。

2020 年 1月 16日，浙江大学正式公布了“双脑打算”的科研成就，植入电极的志愿者可操作大脑行为皮层信号精准节制外部机器臂，实现三维空间的行为。

2020 年 4 月 23 日，《细胞》（Cell）杂志登载了一篇来自美国俄亥俄州的重磅研究论文，先容了一个通过脑机接口体系来规复严峻脊髓损伤的患者手部触觉和举下手段的案例，该案例中触觉精确率已到达了 90%。

在脑机接口规模，最出圈的公司莫过于硅谷钢铁侠马斯克的 Neuralink。

北京时刻 2020 年 8 月 29 日上午 6:40，Neuralink 进行宣布会，展示了最新的可穿着装备LINK V0.9和手术呆板人，并通过现场的三只小猪和及时神经元勾当演示，展示了 Neuralink脑机接口技能的现实应用进程。

即便马斯克在电动车、脑机接口、上火星等规模都异常激进，但在万众等候的Neuralink 宣布会上，马斯克请来现场展示的如故不是人类，脑机接口技能的难度由此可见一斑。

值得一提的是，上述三例均属于「侵入式脑机接口」，即必需将电极植入到人脑中，而与之对应的「非侵入式脑机接口」则是仅将电极安排在人的头皮上，举办信号收罗。

谈起后者，绕不开一位中国企业家——隆重团体首创人陈天桥。

（编辑：湖南网）

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