（图片来源：科学日报）

平板电脑和其他移动计算设备是日常生活的一部分，但对于瘫痪者来说使用它们可能很困难。

BrainGate* 联盟的一项新研究表明，脑机接口(BCI) 可以让瘫痪的人仅通过思考光标移动和点击来直接操作现成的平板电脑设备。

在11 月21 日发表在《PLOS ONE》 杂志上的一项研究中，三名四肢瘫痪的临床试验参与者各自使用了实验性BrainGate BCI，这是一种当放置在运动皮层上方时直接从大脑中取出的仪器。一个小型传感器记录了神经活动，他们能够浏览常见的平板电脑程序，包括电子邮件、聊天、音乐流和视频共享应用程序。

参与者可以向家人、朋友、研究团队成员及其同事发送消息。他们上网、查看天气并在线购物。

其中一位参与者是一位音乐家，他在数码钢琴界面上演奏了贝多芬《欢乐颂》的节选。

“BrainGate 多年来一直在开发神经科学和神经工程知识，让失去运动技能的人能够通过思考手臂或手的运动来控制外部设备。” Jaimie Henderson）是该论文的资深作者，也是斯坦福大学的神经外科医生。

“在这项研究中，我们利用这些技术来恢复人们在患病前日常生活中能够做的一切事情的能力。”

“很高兴看到参与者表达自己，或者只是找到一首他们想听的歌曲。”

正在研究的BrainGate BCI 由婴儿阿司匹林大小的植入物组成，可检测大脑运动皮层产生的与预期运动相关的信号。

然后这些信号被解码并路由到外部设备。

BrainGate 研究人员和其他使用类似技术的团体已经表明，该设备可以让人们移动机械臂或重新控制自己的肢体，尽管由于疾病或受伤而失去了移动能力。

这项研究涉及来自布朗大学卡尼脑科学研究所、普罗维登斯退伍军人事务医疗中心(PVAMC)、马萨诸塞州总医院(MGH) 和斯坦福大学的科学家、工程师和医生。

这项最新研究的两名参与者因肌萎缩侧索硬化症（ALS）而出现四肢无力或丧失运动能力。肌萎缩侧索硬化症是一种进行性疾病，会影响大脑和脊柱中控制运动的神经。

第三名参与者因脊髓损伤而瘫痪。

所有人都参加了一项旨在评估研究性BrainGate 系统的安全性和可行性的临床试验。

在这项研究中，来自BrainGate BCI 的神经信号被路由到配置为像无线鼠标一样工作的蓝牙接口。

然后将虚拟鼠标与未经修改的Google Nexus 9 平板电脑配对。

参与者被要求执行一组设计的任务，看看他们是否可以导航到各种常用的应用程序并从一个应用程序切换到另一个应用程序。参与者浏览音乐流媒体服务、在YouTube 上查找视频、滚动浏览新闻源以及撰写电子邮件和聊天。

研究表明，参与者在使用各种应用程序时每分钟最多可以做出22 次点击选择。

在文本应用程序中，参与者可以使用标准电子邮件和文本界面每分钟输入最多30 个有效字符。

研究指出，研究对象报告说，他们发现该界面直观且使用起来有趣。

其中一位说： “这感觉比我记忆中使用鼠标更自然。”

另一位报告说，“这方面的控制比我通常习惯的要多。”

研究人员很高兴看到参与者如何快速地使用平板电脑界面来探索他们的兴趣。

“很高兴看到我们的参与者完成了我们要求他们执行的任务，但研究中最令人满意和有趣的部分是他们只是做了他们想做的事情- 购物、在他们最喜欢的应用程序上观看视频或与朋友聊天，”主要作者、斯坦福大学生物工程教授Paul Nuyujukian 博士说。

“一位参与者在试验开始时告诉我们，她真正想做的事情之一就是再次播放音乐。所以很高兴看到她在数字键盘上演奏。”

研究人员表示，平板电脑设备完全没有变化，所有预装的辅助软件都被关闭，这是该研究的一个重要部分。

“当今可用的辅助技术很重要且有用，但它们也有本质上的限制。要么它们支持速度太慢，要么界面不够灵活。”这篇论文的资深作者Krishna Shenoy 是斯坦福大学和霍华德休斯医学研究所的神经科学家和电气工程师。

“这主要是由于可用的输入信号有限。有了BCI丰富的输入，我们只需要在亚马逊上购买两台平板电脑，打开蓝牙，参与者就可以在我们实验性的BrainGate系统中使用它们。”

研究人员表示，这项研究还有可能在患有严重神经缺陷的患者与其医疗保健提供者之间开辟新的重要沟通渠道。

Jose Albites Sanabria 表示：“这对于恢复无法说话的闭锁综合症患者可靠、快速和丰富的沟通具有巨大的潜力。”

“这不仅会增加他们与家人和朋友的互动，还将为更全面地了解护理人员的健康问题提供一个渠道。”

作为一名神经科学家和重症监护神经科医生，布朗大学、马萨诸塞州总医院和普罗维登斯退伍军人事务医疗中心的资深作者Leigh Hochberg 博士看到了脑机接口恢复功能的巨大潜力。

“当我在神经重症监护室看到有人患有急性中风，或者失去了移动或交流的能力时，我希望我们能够说，‘我很抱歉发生了这样的事情，但我们可以让你继续拥有你以前拥有的能力，明天你仍然可以使用它，”霍赫伯格说。

“我们越来越接近可以告诉那些被诊断患有ALS 的人，‘即使我们继续寻找治疗方法，你也永远不会失去沟通的能力。’”

“这项工作是朝着这些目标迈出的一步。”