平板電腦和其他移動計算設備是日常生活的一部分，但是對于癱瘓的人來說很難使用它們。BrainGate * 財團的最新研究 表明，腦機接口(BCI)可使癱瘓患者僅通過考慮移動光標和單擊即可直接操作現(xiàn)成的平板電腦設備。在《PLOS ONE》上發(fā)表的一項研究中 ，三名四肢癱瘓的臨床試驗參與者，每個都使用了研究性BrainGate BCI，它直接從放置在運動皮層中的一個小型傳感器記錄了神經(jīng)活動，因此能夠瀏覽常用的平板電腦程序，包括電子郵件，聊天，音樂流和視頻共享應用。

參加者與家人，朋友，研究小組成員及其參加者進行了交流。他們上網(wǎng)沖浪，查看天氣，然后在線購物。一位參與者，音樂家，在數(shù)碼鋼琴界面上演奏了貝多芬的“歡樂頌”。

Jaimie Henderson博士說：“多年來，BrainGate合作一直致力于開發(fā)神經(jīng)科學和神經(jīng)工程專業(yè)知識，以使失去運動能力的人們僅通過考慮自己手臂或手的運動即可控制外部設備。” ，該論文的資深作者和斯坦福大學的神經(jīng)外科醫(yī)生。

“在這項研究中，我們利用了該專有技術來恢復人們控制疾病發(fā)作之前所使用的完全相同的日常技術的能力。看到參與者表達自己的想法，或者只是找到他們想聽的歌曲，真是太好了。”

被研究的BrainGate BCI包括一個嬰兒阿司匹林大小的植入物，可以檢測與大腦運動皮層中產(chǎn)生的預期運動相關的信號。這些信號然后被解碼并路由到外部設備。BrainGate研究人員和其他使用類似技術的小組研究表明，該設備可以使人們移動機器人手臂或重新獲得對自己四肢的控制，盡管由于生病或受傷而喪失了運動能力。

這項合作研究包括布朗大學卡尼腦科學研究所，普羅維登斯退伍事務醫(yī)學中心(PVAMC)，麻省總醫(yī)院(MGH)和斯坦福大學的科學家，工程師和醫(yī)師。

這項最新研究的兩名參與者由于肌萎縮性側(cè)索硬化癥(ALS)而引起手臂和腿部運動無力或喪失，ALS是一種累進性疾病，會影響控制運動的大腦和脊柱神經(jīng)。第三名參與者因脊髓損傷而癱瘓。所有受試者均參加了一項臨床試驗，旨在評估研究性BrainGate系統(tǒng)的安全性和可行性。

在本研究中，來自BrainGate BCI的神經(jīng)信號被路由到配置為像無線鼠標一樣工作的藍牙接口。然后將虛擬鼠標與未修改的Google Nexus 9平板電腦配對。然后，要求參與者執(zhí)行一組任務，以查看他們在各種常用應用程序中導航的能力以及在一個應用程序之間移動的能力。參與者瀏覽了流媒體服務上的音樂選擇，在YouTube上搜索了視頻，滾動了新聞匯總器，撰寫了電子郵件和聊天記錄。

該研究表明，參與者在使用各種應用程序時，每分鐘最多可以進行22次點擊選擇。在文本應用程序中，參與者可以使用標準的電子郵件和文本界面，每分鐘最多輸入30個有效字符。

研究指出，參與者報告說發(fā)現(xiàn)該界面直觀且易于使用。有人說：“這種感覺比我記得用鼠標的時候更自然。” 另一位報告稱“對此有更多的控制權，而不是我通常使用的。”

研究人員很高興看到參與者使用平板電腦界面來探索自己的愛好和興趣的速度有多快。

“很高興看到我們的參與者完成了我們要求他們執(zhí)行的任務，但是這項研究中最有趣和有趣的部分是，他們只是完成了自己想做的事情-使用了喜歡的購物應用，斯坦福大學的生物工程師Paul Nuyujukian博士說。“一名參與者在試驗開始時告訴我們，她真正想做的一件事是再次播放音樂。因此，看到她在數(shù)字鍵盤上的演奏真是太棒了。”

研究人員說，平板電腦設備完全沒有改變，并且所有預裝的輔助功能軟件都已關閉，這一事實是這項研究的重要組成部分。

該論文的資深作者克里希納·謝諾伊(Krishna Shenoy)表示：“當今可用的輔助技術雖然很重要且很有用，但它們在其啟用的使用速度或界面的靈活性方面都存在固有的局限性。”斯坦福大學和霍華德·休斯醫(yī)學院的電氣工程師和神經(jīng)科學家。“這在很大程度上是由于可用的輸入信號有限。借助BCI提供的豐富信息，我們能夠在亞馬遜上購買兩臺平板電腦，開啟藍牙，并且參與者可以立即將它們與我們的研究性BrainGate系統(tǒng)一起使用。”

研究人員說，這項研究還具有打開嚴重神經(jīng)功能缺損患者與其醫(yī)療保健提供者之間重要的新交流渠道的潛力。

布朗大學生物醫(yī)學工程專業(yè)的研究生Jose Albites Sanabria說：“這對于無法說話的鎖定型綜合癥患者恢復可靠，快速和豐富的溝通具有巨大的潛力。” “這不僅可以增加與家人和朋友的互動，而且可以提供一個渠道，以更徹底地描述護理人員正在進行的健康問題。”

作為神經(jīng)科學家和實踐重癥監(jiān)護神經(jīng)病學家，馬薩諸塞州總醫(yī)院布朗大學的Leigh Hochberg博士和Providence VA醫(yī)療中心認為，這項研究中所舉例說明的BCI的修復能力具有巨大潛力。

“當我看到神經(jīng)重癥監(jiān)護病房中的某人患有中風急性發(fā)作而失去了移動或交流的能力時，我想說：'對不起，這已經(jīng)發(fā)生了，但是我們可以恢復您在此之前使用的技術的使用能力，明天您將能夠再次使用它們。” “而且，我們越來越接近能夠告訴診斷出患有ALS的人，'即使我們繼續(xù)尋求治療方法，您也永遠不會失去溝通的能力。' 這項工作是朝著這些目標邁出的一步。”