科學家們在尋求恢復因疾病或損傷而癱瘓的患者的行動能力方面，開闢了一條有希望的途徑。華盛頓大學的研究人員設計了一種方法，將來自大腦運動皮層的訊號重新定向，以直接觸發手部運動。
在過去的十年中，研究人員一直專注於“傾聽”和解碼觸發肌肉運動的特定大腦訊號，使用一排計算機運行復雜的演算法，將大腦活動轉化為移動計算機游標或機器人手臂或腿的指令。
新方法簡化了流程。工程師和神經科學家透過替換丟失的生物連線，恢復了猴子失去活動能力的肢體的使用。“我們沒有解碼意圖，而是建立了一個連線，並鼓勵猴子學習如何對其採取行動，”神經生理學家切特·莫里茨說，他與華盛頓大學教授埃伯哈德·費茨共同開創了這項工作。
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他們訓練獼猴使用操縱桿玩一個簡單的影片遊戲。然後，他們將一根電線從動物運動皮層中的單個神經元連線到一臺臺式電腦。來自該細胞的電脈衝被計算機放大，並透過另一根電線傳輸到其中一隻靈長類動物的胳膊肌肉，該肌肉已被暫時麻醉。
在幾分鐘之內，猴子學會了用思想控制手腕運動，向左或向右移動操縱桿以匹配電腦螢幕上的目標。
莫里茨說，令人驚訝的是，大腦一般區域內的任何神經元都可以學會刺激手腕肌肉——無論該神經元最初是否參與該特定運動。
“猴子可以快速學習改變神經元活動，在這種情況下是產生運動，就像人類可以透過生物反饋改變心率活動一樣，”費茨解釋說。這種控制需要有意識的注意力；潛意識地做出這樣的動作需要重複訓練，就像學習一項運動一樣。
長期目標是開發一種微型、可植入的神經假體裝置，使癱瘓患者能夠移動他們自己的麻痺肢體。費茨已經邁出了下一步，開發了一種手機大小的神經晶片，可以連線到微處理器，小到足以讓猴子植入頭部攜帶。
仍然存在許多障礙。很難長時間從同一個神經元記錄訊號。在幾天或幾周內，疤痕組織會隔離電極，中斷傳輸。用微型電機引導電極到新的位置可能會緩解這個問題。提供長達數十年的電源也是一個挑戰。生物相容性是另一個問題；將這樣一個系統完全植入皮膚下會帶來巨大的感染風險。並且存在關鍵問題：這種模型可以擴大規模以刺激觸發多個肌肉的多個神經元嗎？大腦在為神經元重新分配新功能方面有多靈活？
該團隊希望在近期內恢復手臂運動——並最終恢復截癱患者的行走能力。但臨床試驗可能還需要十年時間。
注：本文最初印刷時的標題為“癱瘓患者的希望”。