生物科學門戶網站
BIO1000.COM

神經接口為屏幕圖像增加了觸覺維度

杜克大學和HSE大學的研究人員通過直接的大腦刺激,成功地在猴子身上建立了人工觸覺感知。此突破可用于創建上肢神經假體,能夠傳遞觸覺。這項研究的結果最近發表在《美國國家科學院院刊》上。

當今大多數假肢與截肢肢體中的其余神經交換信息,而不是與大腦直接交換信息。神經假體直接連接到大腦,即使周圍神經系統完全衰竭(例如由于脊髓損傷或癱瘓)完全受損,也可以幫助恢復肢體功能。另外,當假體使用者獲得觸覺反饋時,他們不僅可以視覺上控制其運動。這將提高運動的精確度,并使控制變得更自然,更輕松,因為在日常生活中,我們通常不會目視監視手部的運動。

電刺激體感皮層的各個部分可產生感知力,可模仿連接到皮層這些部位的身體部位的軀體感覺。同時,觸覺包括各種各樣的感覺,例如區分對象的溫度,體重,壓力或質地的能力。為了完全模仿觸覺,必須對每種感覺進行研究。

杜克大學和HSE大學的研究人員決定,通過體感皮層刺激的應用,來探索在進行主動觸覺探索時是否可以模仿表面的感覺。

兩只恒河猴的體感皮層部分植入了電極。據米哈伊爾·列別捷夫的HSE中心生物電接口的學術主管,猴子的人有以刺激負責其手指的觸覺感知區域植入電極;另一個-在腳趾上

這些動物在展示前就座并獲得了操縱桿,它們用來控制看起來像逼真的上肢化身的光標。顯示屏上顯示了兩個帶有“觸覺”紋理的灰色矩形-垂直的脊是不可見的,但可能會被光標“感覺”到。當光標越過山脊時,用電極刺激猴子的體感皮層。

首先,猴子使用操縱桿移動光標,然后在下一階段,禁用光標與操縱桿的連接,并且通過“腦機腦”接口將試驗對象連接到虛擬手指:信號直接從他們的大腦轉錄控制光標。猴子每次選擇最“堅固”的矩形都會得到獎勵。

研究人員對猴子是否會保持以不同的探索速度比較表面紋理的能力特別感興趣:這意味著它們的運動控制與從光標接收到的反饋“同步”。

即使在第一次實驗之后,兩只猴子的執行任務也比簡單地猜測正確的矩形要好。他們的探索速度(即虛擬手在準紋理物體上的移動速度)不會影響其總體性能。這意味著他們確實能夠感覺到不同矩形的紋理。

研究人員目前正在志愿者的參與下進行下一個實驗。正如列別捷夫先生所解釋的那樣,“志愿者現在參與了與猴子相同的實驗,但是現在電極被戴在了他們的手指上,并直接刺激了手指。人們已經可以告訴我們他們到底在感覺什么。

鄭重聲明:本文版權歸原作者所有,轉載文章僅為傳播更多信息之目的,如作者信息標記有誤,請第一時間聯系我們修改或刪除,多謝。

T派禁波色