意念控制假肢已經成為現實幾年了，但研究人員一直沒有找到方法讓使用者像控制自然肢體一樣流暢地控制它們。
現在，一個研究團隊表示，他們透過將人工肢體連線到大腦的不同區域，解決了流暢運動控制的部分問題。之前設計的意念控制假肢將人工肢體連線到人的運動皮層或前運動皮層，這兩個區域都會將大腦的訊號轉化為肢體動作。
這次，與機械手臂的連線被接入到一個病患的後頂葉皮層，該區域位於頭部側面，靠近耳朵。
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“（後頂葉皮層）形成了進行運動的初始計劃，”加州理工學院神經科學教授、新假肢的開發者之一理查德·安德森說。例如，當一個人決定拿起咖啡杯時，後頂葉皮層會概述運動的步驟，然後運動皮層會將該計劃轉化為傳送到手臂特定部位的實際訊號。
安德森告訴生命科學，研究人員使用來自後頂葉皮層的訊號“來提取受試者的意圖”。“與其說‘我想控制肌肉’，不如說我們可以使用智慧機器人技術來處理一個人想要做出的動作的精細細節。”
在5月22日出版的《科學》雜誌上發表的一篇報告中，研究人員解釋了他們如何將一位患者埃裡克·G·索托的後頂葉皮層連線到一臺充當人工運動皮層的計算機。該計算機使用來自頂葉皮層的特定訊號來檢測索托打算進行的運動型別，然後將其轉化為機械手臂的訊號。[影片：四肢癱瘓患者用大腦控制機械肢體]
在研究人員的影片中，索托用手臂給自己倒了一杯啤酒。
索托能夠喝到啤酒，是因為來自頂葉皮層的訊號告訴計算機索托想要做出的運動的大致軌跡，而計算機可以平滑人工手臂的運動，使其類似於真實手臂的運動。其他與大腦相連的仿生手臂的目標是解碼與個體運動相關的運動訊號，例如嘗試透過想象單個肌肉收縮來舉起手臂，但在新的假肢中，計算機著眼於索托打算做的整個圖景，即只是“拿到啤酒”，安德森說。
索托還不能把手臂帶回家並每天使用，該假肢仍然放在實驗室的桌子上進行進一步研究。但安德森表示，他希望研究人員能夠獲得批准，以便索托可以在實驗室外使用它。
安德森正在與美國另外兩名患者合作，他們的假肢也包括神經植入物。安德森說，其中一位甚至可以從手臂獲得一些反饋——觸覺。對於新的假肢，目前尚不清楚這種感知對使用者來說會“感覺”如何，因為一個人對自己身體的感知涉及到許多組成部分。但對於仿生肢體正常工作而言，擁有這種反饋至關重要。“如果你麻醉你的手指，你會發現精細的運動控制很困難，”他說。
聖路易斯華盛頓大學的生物醫學工程副教授丹·莫蘭表示，他對新假肢是否比已開發的透過運動皮層和前運動皮層連線仿生手臂的方法提供更精細的運動控制持懷疑態度。
但新假肢的成功之處在於“他們解碼了（運動的）軌跡”和該運動的目標，莫蘭說，他研究運動控制和假肢，但沒有參與這項新研究。在新假肢中，“不同之處在於所使用的大腦區域：[後頂葉皮層]與前運動皮層，”他說。
斯坦福大學研究神經假肢的電氣工程教授克里希納·舍諾伊對新假肢感到興奮。“這顯然是首次在人類[後頂葉皮層]中記錄，目的是評估用於假肢的訊號，”他說。“重要的是要研究大腦的許多區域，以便可能用於假肢，因為不同的區域可能具有不同的優勢。”
“這是這項重要的生物醫學科學和工程研究路徑在行動中的一個很好的例子，”舍諾伊說。
安德森表示，他計劃繼續改進該系統。另一步將是讓患者控制單個手指。
最終，某些技術的結合可能會使仿生手臂成為許多患者的現實。“[索托]對他的生活質量的提高感到驚喜，”安德森說。
該研究發表在5月22日出版的《科學》雜誌上。
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