（圖片來源：科學(xué)日?qǐng)?bào)）

平板電腦和其他移動(dòng)計(jì)算設(shè)備是日常生活的一部分，但對(duì)于癱瘓者來說使用它們可能很困難。

BrainGate* 聯(lián)盟的一項(xiàng)新研究表明，腦機(jī)接口(BCI) 可以讓癱瘓的人僅通過思考光標(biāo)移動(dòng)和點(diǎn)擊來直接操作現(xiàn)成的平板電腦設(shè)備。

在11 月21 日發(fā)表在《PLOS ONE》 雜志上的一項(xiàng)研究中，三名四肢癱瘓的臨床試驗(yàn)參與者各自使用了實(shí)驗(yàn)性BrainGate BCI，這是一種當(dāng)放置在運(yùn)動(dòng)皮層上方時(shí)直接從大腦中取出的儀器。一個(gè)小型傳感器記錄了神經(jīng)活動(dòng)，他們能夠?yàn)g覽常見的平板電腦程序，包括電子郵件、聊天、音樂流和視頻共享應(yīng)用程序。

參與者可以向家人、朋友、研究團(tuán)隊(duì)成員及其同事發(fā)送消息。他們上網(wǎng)、查看天氣并在線購(gòu)物。

其中一位參與者是一位音樂家，他在數(shù)碼鋼琴界面上演奏了貝多芬《歡樂頌》的節(jié)選。

“BrainGate 多年來一直在開發(fā)神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)工程知識(shí)，讓失去運(yùn)動(dòng)技能的人能夠通過思考手臂或手的運(yùn)動(dòng)來控制外部設(shè)備?！?Jaimie Henderson）是該論文的資深作者，也是斯坦福大學(xué)的神經(jīng)外科醫(yī)生。

“在這項(xiàng)研究中，我們利用這些技術(shù)來恢復(fù)人們?cè)诨疾∏叭粘Ｉ钪心軌蜃龅囊磺惺虑榈哪芰?。?

“很高興看到參與者表達(dá)自己，或者只是找到一首他們想聽的歌曲。”

正在研究的BrainGate BCI 由嬰兒阿司匹林大小的植入物組成，可檢測(cè)大腦運(yùn)動(dòng)皮層產(chǎn)生的與預(yù)期運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)。

然后這些信號(hào)被解碼并路由到外部設(shè)備。

BrainGate 研究人員和其他使用類似技術(shù)的團(tuán)體已經(jīng)表明，該設(shè)備可以讓人們移動(dòng)機(jī)械臂或重新控制自己的肢體，盡管由于疾病或受傷而失去了移動(dòng)能力。

這項(xiàng)研究涉及來自布朗大學(xué)卡尼腦科學(xué)研究所、普羅維登斯退伍軍人事務(wù)醫(yī)療中心(PVAMC)、馬薩諸塞州總醫(yī)院(MGH) 和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家、工程師和醫(yī)生。

這項(xiàng)最新研究的兩名參與者因肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）而出現(xiàn)四肢無力或喪失運(yùn)動(dòng)能力。肌萎縮側(cè)索硬化癥是一種進(jìn)行性疾病，會(huì)影響大腦和脊柱中控制運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)。

第三名參與者因脊髓損傷而癱瘓。

所有人都參加了一項(xiàng)旨在評(píng)估研究性BrainGate 系統(tǒng)的安全性和可行性的臨床試驗(yàn)。

在這項(xiàng)研究中，來自BrainGate BCI 的神經(jīng)信號(hào)被路由到配置為像無線鼠標(biāo)一樣工作的藍(lán)牙接口。

然后將虛擬鼠標(biāo)與未經(jīng)修改的Google Nexus 9 平板電腦配對(duì)。

參與者被要求執(zhí)行一組設(shè)計(jì)的任務(wù)，看看他們是否可以導(dǎo)航到各種常用的應(yīng)用程序并從一個(gè)應(yīng)用程序切換到另一個(gè)應(yīng)用程序。參與者瀏覽音樂流媒體服務(wù)、在YouTube 上查找視頻、滾動(dòng)瀏覽新聞源以及撰寫電子郵件和聊天。

研究表明，參與者在使用各種應(yīng)用程序時(shí)每分鐘最多可以做出22 次點(diǎn)擊選擇。

在文本應(yīng)用程序中，參與者可以使用標(biāo)準(zhǔn)電子郵件和文本界面每分鐘輸入最多30 個(gè)有效字符。

研究指出，研究對(duì)象報(bào)告說，他們發(fā)現(xiàn)該界面直觀且使用起來有趣。

其中一位說： “這感覺比我記憶中使用鼠標(biāo)更自然。”

另一位報(bào)告說，“這方面的控制比我通常習(xí)慣的要多?！?

研究人員很高興看到參與者如何快速地使用平板電腦界面來探索他們的興趣。

“很高興看到我們的參與者完成了我們要求他們執(zhí)行的任務(wù)，但研究中最令人滿意和有趣的部分是他們只是做了他們想做的事情- 購(gòu)物、在他們最喜歡的應(yīng)用程序上觀看視頻或與朋友聊天，”主要作者、斯坦福大學(xué)生物工程教授Paul Nuyujukian 博士說。

“一位參與者在試驗(yàn)開始時(shí)告訴我們，她真正想做的事情之一就是再次播放音樂。所以很高興看到她在數(shù)字鍵盤上演奏?！?

研究人員表示，平板電腦設(shè)備完全沒有變化，所有預(yù)裝的輔助軟件都被關(guān)閉，這是該研究的一個(gè)重要部分。

“當(dāng)今可用的輔助技術(shù)很重要且有用，但它們也有本質(zhì)上的限制。要么它們支持速度太慢，要么界面不夠靈活?！边@篇論文的資深作者Krishna Shenoy 是斯坦福大學(xué)和霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的神經(jīng)科學(xué)家和電氣工程師。

“這主要是由于可用的輸入信號(hào)有限。有了BCI豐富的輸入，我們只需要在亞馬遜上購(gòu)買兩臺(tái)平板電腦，打開藍(lán)牙，參與者就可以在我們實(shí)驗(yàn)性的BrainGate系統(tǒng)中使用它們?！?

研究人員表示，這項(xiàng)研究還有可能在患有嚴(yán)重神經(jīng)缺陷的患者與其醫(yī)療保健提供者之間開辟新的重要溝通渠道。

Jose Albites Sanabria 表示：“這對(duì)于恢復(fù)無法說話的閉鎖綜合癥患者可靠、快速和豐富的溝通具有巨大的潛力?！?

“這不僅會(huì)增加他們與家人和朋友的互動(dòng)，還將為更全面地了解護(hù)理人員的健康問題提供一個(gè)渠道?！?

作為一名神經(jīng)科學(xué)家和重癥監(jiān)護(hù)神經(jīng)科醫(yī)生，布朗大學(xué)、馬薩諸塞州總醫(yī)院和普羅維登斯退伍軍人事務(wù)醫(yī)療中心的資深作者Leigh Hochberg 博士看到了腦機(jī)接口恢復(fù)功能的巨大潛力。

“當(dāng)我在神經(jīng)重癥監(jiān)護(hù)室看到有人患有急性中風(fēng)，或者失去了移動(dòng)或交流的能力時(shí)，我希望我們能夠說，‘我很抱歉發(fā)生了這樣的事情，但我們可以讓你繼續(xù)擁有你以前擁有的能力，明天你仍然可以使用它，”霍赫伯格說。

“我們?cè)絹碓浇咏梢愿嬖V那些被診斷患有ALS 的人，‘即使我們繼續(xù)尋找治療方法，你也永遠(yuǎn)不會(huì)失去溝通的能力?！?

“這項(xiàng)工作是朝著這些目標(biāo)邁出的一步?！?