最近，一個由布朗大學、德國航空中心(DLR)等機構組成的國際合作小組讓一位癱瘓婦女通過腦機接口系統(tǒng)，用自己的意念控制機器人手臂，取過一瓶飲料喝了一小口!該實驗目前被認為安全可行，也標志著腦機接口恢復神經技術和輔助機器人技術的重大進步。相關論文發(fā)表在5月17日的《自然》雜志上。

研究中所用的設備叫做“腦門神經接口系統(tǒng)”(簡稱腦門系統(tǒng))，是一種大腦-計算機接口(BCI)，目標是讓機器人及其輔助設備接受大腦的控制。

參與該研究的志愿者是58歲的婦女“凱茜”和66歲的男子“鮑勃”，他們多年前因腦干中風而癱瘓，無法控制四肢。“腦門”系統(tǒng)最初是由布朗大學開發(fā)，是一塊阿司匹林藥片大小的芯片，包含96個微電極陣列，植入患者的運動皮層。電極的數量基本足夠神經元記錄與個人有意運動相關的神經活動。一臺外部計算機把神經細胞群發(fā)出的脈沖模式轉化為對輔助設備的操作命令。

輔助設備是兩個先進的機器手臂，作為志愿者癱瘓手臂的替代品：一個是具有DLR五指手的DLR輕質機器人Ⅲ(DLR LWR-Ⅲ)，設計目標是幫助人類重建手臂行為并實現與人溝通;另一個是DEKA公司為截肢者設計的手臂系統(tǒng)。

凱茜和鮑勃不僅能控制手臂伸向并抓取目標，凱茜還用DLR的機器手臂抓住一瓶咖啡放到嘴邊，發(fā)出一個倒出的命令，通過細管喝到咖啡后再將瓶子放回桌上。整個任務過程中，“腦門”需要指揮機器手臂通過桌面，執(zhí)行“抓取”命令，并把“抓取”和抬起或傾斜命令結合起來。

鮑勃用眼睛指示字母來描述他控制手臂時的感受：“我僅僅是想象著移動自己的手臂，DEKA手臂就向著我所想的地方移動過去。”

“我們的目標是開發(fā)一種技術，讓癱瘓或截肢者恢復運動、控制和獨立能力，這還需要進一步研究。”研究領導作者、臨床實驗主持李·霍赫貝格說，“目前研究中令人鼓舞的不僅是接觸和抓取數據，還有15年來凱茜首次用意念讓自己喝到咖啡后露出的笑容。”