增强假肢手控制：精准脑机接口进展
运动设计内部消息
在恒河猴研究中，德国灵长类中心神经科学家探究如何改善脑机接口功能，从而提升神经假肢精细运动技能。（图片来源：Andres Agudelo-Toro）
新型训练协议实现精准控制
德国灵长类中心、莱布尼茨灵长类研究机构（哥廷根）研究人员在恒河猴研究中开发了脑机接口新型训练协议。该方法仅利用大脑信号实现假肢手精准控制。研究表明，控制大脑中不同手势姿态的神经信号对此控制至关重要，而非如以往假设的控制运动速度的信号。这些结果对改善神经手部假肢精细控制至关重要，可让瘫痪患者恢复部分或全部活动能力。
手部功能的重要性与神经假肢现状
提购物袋、穿针引线——力握和精握是日常生活一部分。只有当因截瘫或渐冻症（ALS）等进行性肌肉麻痹疾病无法使用双手时，才意识到手有多重要。
为帮助患者，科学家数十年来研究神经假肢。这些人造手、臂或腿可让残疾人恢复活动能力。通过脑机接口解码大脑信号、转化为运动来控制假肢，桥接受损神经连接。但迄今手部假肢缺乏日常使用所需的精细运动技能。
"假肢效果主要取决于控制它的计算机接口读取的神经数据。"——Andres Agudelo-Toro，德国灵长类中心神经生物学实验室科学家、研究第一作者
"以往关于手臂和手部运动研究聚焦控制抓握运动速度的信号。我们想弄清代表手部姿态的神经信号是否更适合控制神经假肢。"
实验设计与关键发现
研究使用恒河猴（Macaca mulatta）。与人类一样，它们拥有高度发达的神经和视觉系统及显著精细运动技能，特别适合研究抓握运动。
主实验准备阶段，科学家训练两只恒河猴移动屏幕虚拟化身手。训练期猴子用自己手运动，同时看到屏幕对应虚拟手运动。猴子佩戴的磁传感器数据手套记录手部运动。
猴子学会任务后，下一步训练通过"想象"抓握控制虚拟手。测量专门控制手部运动的皮层脑区神经元群活动。研究人员聚焦代表不同手指姿态的信号，相应调整将神经数据转化为运动的脑机接口算法协议。
"偏离经典协议，我们调整算法，不仅运动终点重要，执行路径也重要。这最终带来最准确结果。"——Andres Agudelo-Toro
研究人员将化身手运动与先前记录的真实手数据比较，发现两者精度相当。
"研究显示控制手部姿态的信号对控制神经假肢尤为重要。这些结果可用于改进未来脑机接口功能，从而提升神经假肢精细运动技能。"——Hansjörg Scherberger，神经生物学实验室主任、研究资深作者
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