大腦植入晶片,癱瘓病人成功重拾活動能力

(圖:Case Western Reserve University)

8年前,比爾·哥切華爾(Bill Kochevar)因為一場意外,導致肩膀以下的身體從此癱瘓,直至他參與了美國凱斯西儲大學 (Case Western Reserve University)的一個臨床試驗。試驗中,科學家將兩個微細的 96 導管電極,植入哥切華爾的大腦運動皮質中。理論上,這些電極的作用是模擬神經元的運動,刺激其手部肌肉的運動。

這兩塊小晶片讓哥切華爾成功用力拿起及放下物件,他只需想象拿起某樣東西,那兩塊晶片便會收到訊號並刺激其手部去完成指令。他現在終於可以再次用吸管飲水以及利用叉子吃薯蓉了。

重拾活動能力

哥切華爾利用 VR 虛擬實境程式訓練大腦,4 個月後完成整個療程,並於右手植入了一共 36 個電極。這些電極有效地拹助哥切華爾控制他的上下手臂,包括手腕、手部、手踭及其肩膊。

現在,當哥切華爾想活動時,他的大腦便會傳遞訊號至腦機介面(BCI),由大腦重新輸出指令去引發手部肌肉活動。而他手臂中的功能性電刺激系統(FES),便會將那些指令轉換至電脈衝的型態。最後,電脈衝刺激肌肉去運動。

是次試驗屬於 BrainGate 2 計劃的一部分,這計劃集中研究在癱瘓病人身上使用腦機介面系統的可行性及安全性。

哥切華爾已能再次活動雙手(圖:Case Western)

重獲活動能力的慾望

研究團體表示,技術要達到能在實驗室外廣泛應用的程度並非遙不可及。

大腦植入物將需要能透過無線操控,而研究員已經開始進行這方面的研究。要達到這個效果,研究人員將需要進一步完善當中所涉及的電刺激以及解碼訊號。

凱斯西儲大學醫學院的神經科學副教授 Benjamin Walter 表示:「透過重組及傳送大腦訊息至身體的方式,我們希望能幫助成千上萬的患者重獲活動能力。」

「對於一個失去活動能力8年的人來說,可以重獲活動能力簡直是夢寐以求的事。」

 

參考資料:

  1. Case Western Reserve University. (2017) Man with quadriplegia employs injury bridging technologies to move again —just by thinking. The Daily.
奕晞
明日科學編輯,英國諾丁漢大學微生物學學生,專注研究傳染病與免疫學,目前努力畢業中。

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