基思·托马斯(右)能够控制另一个人的手
马修·利巴斯/范斯坦医学研究所
得益于一种新型“心灵感应”大脑植入物,一名瘫痪男子能够像自己的手一样移动和感知他人的手。 “我们在两个不同的人之间建立了身心联系,”查德·布顿说 在纽约州范斯坦医学研究所。
布顿说,这种方法可以用作脊髓损伤后的一种康复形式,让瘫痪的人能够一起工作,甚至有一天甚至可以让人们远程分享经验。
Bouton 和他的同事与 40 多岁的 Keith Thomas 一起工作,他在 2020 年 7 月的一次潜水事故中从胸部以下瘫痪,这意味着他双手失去了所有知觉和运动能力。
在 2023 年的一项先前研究中,研究人员在托马斯大脑中涉及移动和感觉右手的部分植入了五组微型电极,使他们能够通过固定在他头骨上的设备读取他的神经活动。
通过将这些信号输入运行人工智能模型的计算机,研究人员可以解码神经活动,并将信号无线发送到放置在托马斯前臂皮肤上的电极,导致肌肉收缩和放松以移动他的手。托马斯还在手上佩戴了力传感器,通过计算机将信号反馈到他的大脑植入物中,以产生触觉。结果,多年来他第一次可以用自己的意念捡起物体并感觉它们在手中。
现在,该团队使用了类似的设置,让托马斯能够控制另一个人的手并通过它进行感觉。在一项实验中,研究人员让一名非残疾女性在一根拇指和食指上佩戴前臂电极和一些力传感器。虽然她没有尝试移动,但托马斯能够通过想象移动自己的手来张开和合拢她的手。
他还能够在自己的手中感受到她的手指握住棒球、软泡沫球和硬球的感觉,并且在蒙住眼睛的情况下,根据它们的硬度来区分它们。 “这确实感觉很奇怪,”托马斯说。 “最终,你会习惯的。”
布顿说,托马斯只能以 64% 的准确度区分球,但通过优化手上佩戴的传感器的数量和分布,可以轻松提高这一数字。布顿说,他也无法感觉到球的形状,但使用更多的大脑电极和力传感器将使这对各种物体成为可能。
在另一个类似的实验中,托马斯能够帮助一位名叫凯西·德纳波利(Kathy Denapoli)的瘫痪妇女拿起罐头并喝水,由于手指几乎没有活动,她很难自己做到这一点。托马斯说:“这实际上非常神奇,你只要想想就可以帮助别人。”
植入基思·托马斯大脑的电极连接到计算机
马修·利巴西/范斯坦医学研究所
布顿说,与托马斯合作几个月后,德纳波利的握力几乎增加了一倍。布顿说,由于德纳波利的瘫痪程度较轻,因此很难在道德上证明她自己进行侵入性手术是合理的,虽然使用电刺激肌肉或脊髓的标准疗法可以实现握力的类似改善,但托马斯和德纳波利发现一起工作比单独康复更有吸引力。
“与他们交谈是有好处的,比如‘你周末过得怎么样?’,这会让你自我感觉良好,也会让他们自我感觉良好,”托马斯说。布顿说,该团队计划明年在更多人身上试验这种方法。
罗布·泰勒瘫痪者是脊髓损伤慈善机构 Inspire Foundation 科学委员会的非专业成员,他看到了这种方法对一些瘫痪患者的潜在价值。
“我认为这是一个有用的选择,”他说。 “与其他患者一起工作可能会非常有趣,也许他们有类似的经历。这对提高某人的生活质量非常有帮助。”但他补充说,将具有相似观点和动机的人适当地配对至关重要。
布顿承认,围绕谁可以从这种方法中受益的许多伦理问题必须得到解决,才能获得更广泛的医疗用途的批准,他希望在未来十年内实现这一目标。
布顿说,假设这种技术甚至可以有非医疗用途,例如使非残疾人能够远程控制和感知他人。 “这可能是人类在另一个层面上进行联系的新方式,”他说。
但这引发了更多的道德问题。 “人们能够通过他人来控制和感受,对社会来说是好是坏?”哈里斯·阿克拉姆说 在伦敦大学学院医院。 “你可以想象你可以通过自己的身体对另一个人造成伤害,或者通过控制他们的身体来犯罪并说,‘这不是我’。”
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