ABILITY是一種完全可植入的神經(jīng)記錄系統(tǒng)，旨在將高通道數(shù)、高頻神經(jīng)數(shù)據(jù)從大腦放大并無線傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，以恢復(fù)嚴(yán)重癱瘓患者的溝通和獨立性。圖片來源：瑞士威斯生物和神經(jīng)工程中心
科技日報記者?張夢然
瑞士威斯生物和神經(jīng)工程中心公布了其完全可植入的ABILITY腦機(jī)接口系統(tǒng)所獲得的最新臨床前神經(jīng)數(shù)據(jù)。近日在美國圣地亞哥舉行的2022年神經(jīng)科學(xué)學(xué)會會議上公布的這一結(jié)果，展示了ABILITY在連接不同電極類型方面的靈活性。
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ABILITY是一種無線植入式醫(yī)療設(shè)備，旨在長期植入和家庭使用，可用于因肌萎縮側(cè)索硬化癥、腦干中風(fēng)或脊髓損傷導(dǎo)致的嚴(yán)重癱瘓患者恢復(fù)溝通和運動。
團(tuán)隊開展的臨床前可行性研究通過植入顱骨下方皮質(zhì)內(nèi)的微電極陣列和皮層電圖網(wǎng)格電極記錄了綿羊的大腦活動。
研究人員稱，該設(shè)備在幾個月內(nèi)實時記錄和傳輸神經(jīng)數(shù)據(jù)，這些新結(jié)果是向證明該設(shè)備的安全性和有效性邁出的重要一步，該設(shè)備展現(xiàn)的性能和數(shù)據(jù)質(zhì)量令人鼓舞。
該設(shè)備的兩個微電極陣列，每個都比豌豆小，記錄了單個神經(jīng)元的活動，這些神經(jīng)元帶有一系列穿透皮層表面的細(xì)針，設(shè)備可從非常小的大腦區(qū)域以高精度解碼精細(xì)運動意圖。在另一項研究中，四個皮層電圖網(wǎng)格，每個大約有郵票大小，記錄了皮層表面的信號。與微電極陣列相比，皮層電圖網(wǎng)格電極能覆蓋更大的大腦區(qū)域并測量神經(jīng)元組合活動，從而解碼人類的信號。
ABILITY系統(tǒng)能以足夠高的頻率記錄128個神經(jīng)數(shù)據(jù)通道，以觀察單個神經(jīng)元之間的通信與低頻同步活動。它通過皮膚無線傳輸數(shù)據(jù)，并以感應(yīng)方式通過皮膚無線供電。
在研究中，患者學(xué)會了調(diào)節(jié)神經(jīng)活動來控制拼寫軟件。團(tuán)隊表示，該研究強(qiáng)調(diào)了突破性植入技術(shù)的臨床需求，以提高患者和護(hù)理人員的易用性。
研究團(tuán)隊目前正準(zhǔn)備進(jìn)行人體臨床試驗，以評估ABILITY系統(tǒng)的性能并了解患者、護(hù)理人員和醫(yī)療保健專業(yè)人員對植入式腦機(jī)接口的接受程度。
總編輯圈點
從動物實驗邁向人體臨床試驗，ABILITY腦機(jī)接口系統(tǒng)即將邁出關(guān)鍵性的一步。我們可以看到，近年來出現(xiàn)了不少類似的研究進(jìn)展，用各種方式破譯腦電信號，以實現(xiàn)病患和外界的溝通和交流。本文介紹的ABILITY是一種可植入系統(tǒng)，記錄神經(jīng)元的活動，解碼大腦的運動意圖和人類的語音。它通過皮膚來傳輸原始數(shù)據(jù)，也通過皮膚為植入物進(jìn)行供電。當(dāng)然，腦機(jī)接口系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、易用性、安全性仍會是患者和醫(yī)護(hù)人員的關(guān)注焦點，還有一系列研究需要開展。
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