科学家诱导瘫痪男子手臂的触摸和运动的感觉

加州理工学院的科学家们首次用一组微小的电极阵列刺激瘫痪病人大脑的某个区域，从而在病人的手臂上产生自然感觉。患者有高级别脊髓损伤，除了不能移动四肢，也没有感觉。这项工作将使瘫痪的人有一天可以使用义肢来感受安装在这些设备上的传感器的物理反馈。

这项研究是在Richard Andersen、James G. Boswell神经科学教授、T&C Chen脑机接口中心领导主席、T&C Chen脑机接口中心主任的实验室完成的。一篇描述这项工作的论文发表在4月10日的杂志上eLife。

的躯体感觉皮质是一条支配身体感觉的脑带，包括本体感觉(运动或身体空间位置的感觉)和皮肤感觉(压力、振动、触摸等)。在这项新研究之前，针对大脑相似区域的神经植入物主要会产生手的刺痛或嗡嗡声等感觉。安德森实验室的植入物能够产生更自然的东西感觉通过内在刺激，类似于患者在伤势之前所经历的感觉。

在脊髓损伤后三年前，患者从肩膀下瘫痪。两组微小电极阵列手术插入他的躯体感觉皮质中。使用阵列，研究人员用非常小的电力刺激该区域的神经元。参与者报告了感觉不同的自然感觉 - 例如挤压，敲击，向上运动感，以及几个 - 这将根据类型，强度和位置而变化，这取决于阵列刺激的刺激的频率，幅度和位置。这是第一次通过内耳神经刺激引起这种自然感觉。

“这非常有趣，”研究参与者谈到这种感觉时说。“有很多挤压、挤压等动作。希望它将来能帮助到某些人。”

虽然不同类型的刺激确实会引起不同的感觉，但是控制特定物理感觉的神经代码仍然不清楚。在未来的工作中，研究人员希望确定放置电极和刺激大脑体感区的精确方法，以诱导特定的感觉，并创建一种刺激及其相应感觉的字典。

安德森表示，下一步主要是将该技术与现有的神经修复技术结合起来。2015年，安德森的实验室开发了脑机接口(BMIs)，将假肢机械臂与植入大脑控制意图区域的电极连接起来。这样，一个瘫痪的人就可以利用假肢伸出手，抓住一个杯子，把它送到他的嘴里喝水。将该装置与躯体感觉皮层连接，可以产生双向身体质量指数，使瘫痪者在使用时再次有感觉假肢。

安德森说:“目前，神经义肢的唯一反馈是视觉，这意味着参与者可以看到大脑控制的机器人肢体的操作来进行矫正。”“然而，一旦抓住了一个物体，掌握躯体感觉信息对于灵活地操作这个物体是至关重要的。”刺激诱导的体感感觉具有潜在的附加优势，可产生化身感;例如，随着时间的推移，参与者可能会觉得机器人肢体是他们身体的一部分。”

该研究标题为“通过内在微刺激引发的人类的预防和皮肤感。”

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