机械臂可以通过大脑中的电极长期控制

根据印度裔科学家领导的一项研究，即使在截肢几年后，截肢者也可以通过植入大脑的电极来学习控制机械臂。美国芝加哥大学的研究人员表明，用于控制截肢肢体的大脑区域和剩余的完整肢体可以创建新的连接，以学习如何控制设备。

芝加哥大学教授Nicho Hatsopoulos说: “这是这项研究的新颖之处，因为慢性长期截肢者可以学会控制机器人肢体。”“但同样有趣的是，大脑在长期暴露时的可塑性，以及当他们学会控制设备时，看到网络的连通性发生了什么，” 发表在《自然通讯》杂志上的这项研究的资深作者Hatsopoulos说。

先前的实验表明，瘫痪的人类患者如何通过脑机接口移动机器人肢体。该研究也是首批测试这些设备在截肢者中的可行性的研究之一。研究人员与三只恒河猴一起工作，这些恒河猴在年轻时受伤，不得不分别在四年前，九年和十年前截肢以营救它们。

在其中两只动物中，他们将电极阵列植入到与截肢肢体相对或对侧的大脑一侧。这是用来控制截肢的那一面。在第三只动物中，电极被植入到截肢的同一侧或同侧。这是仍然控制完整肢体的一面。然后训练猴子移动机械臂并仅使用其思想抓住球。

科学家记录了放置电极的神经元的活动，并使用统计模型来计算在实验之前，训练期间以及猴子掌握活动后神经元如何相互连接。在训练之前，对侧 (控制截肢手臂的一侧) 的神经元之间的连接稀疏，很可能是因为很长时间没有将其用于该功能。

但是，随着培训的进行，这些连接在用于触及和抓握的区域变得更加牢固和密集。研究人员发现，在重建为新的密集网络之前，首先要修剪连接并稀疏网络。领导这项研究的博士后研究员Karthikeyan Balasubramanian说: “这意味着当动物试图学习一项新任务时，联系正在减少，因为已经有一个控制其他行为的网络。”

Balasubramanian说: “但几天后，它开始重建为一个新的网络，可以控制完整的肢体和神经假体。”