ALS是一种进行性神经退行性疾病,影响大脑和脊髓的神经细胞。ALS患者失去了发起和控制肌肉运动的能力,这通常会导致全身瘫痪。
这项研究的作者、澳大利亚墨尔本大学的医学博士、医学硕士、美国神经病学学会成员Bruce Campbell说:“ALS患者最终会失去移动四肢的能力,使他们无法操作手机或电脑等设备。我们的研究令人兴奋,因为当其他设备需要打开头骨的手术时,这种脑机接口设备的侵入性要小得多。它接收来自大脑的电信号,使人们能够通过思想来控制计算机。”
在这项研究中,四名肌萎缩性侧索硬化症患者接受了将该设备植入大脑的手术。这种脑-机接口通过颈部的两条颈静脉之一进入大脑中的一条大血管。该设备由一个网状材料组成,上面附着16个传感器,扩展到血管壁。该设备连接到胸部的一个电子设备,然后将来自运动皮层(大脑中产生运动信号的部分)的大脑信号转换成笔记本电脑的指令。
研究人员对参与者进行了一年的监测,发现这种设备是安全的。没有导致残疾或死亡的严重不良事件。对于四个人来说,该装置也保持在原位,植入装置的血管保持开放。
研究人员还检查了参与者是否可以使用脑机接口来执行日常的数字任务。所有的参与者都学会了如何使用带有眼球追踪功能的设备来使用电脑。眼球追踪技术可以帮助计算机确定一个人在看什么。
研究人员还报告说,在研究期间开发的一种解码器允许一名研究参与者在没有眼动仪的情况下独立控制电脑。机器学习解码器的程序如下:当训练者要求参与者尝试某些动作时,比如敲脚或伸展膝盖,解码器就会分析这些动作尝试产生的神经细胞信号。解码器能够将运动信号转换成计算机导航。
Campbell说:“我们的研究还很新,但它给那些想要保持一定程度独立的瘫痪患者带来了很大的希望。我们正在澳大利亚和美国的更大人群中继续这项研究。”
这项研究的局限性在于研究的规模较小。
这项研究是由同步公司,该设备的制造商,美国国防高级研究计划局,海军研究办公室,澳大利亚国家健康和医学研究委员会,澳大利亚联邦政府基金会和澳大利亚运动神经元疾病研究所支持的。