24 歲的 Ian Burkhart,5 年前因潛水意外造成頭部以下癱瘓。如今,他重拾癱瘓肢體的控製權,不僅可拿吸管、倒罐子,甚至可彈電動吉他。這一切歸功於植入大腦的芯片和神經解碼設備,讓神經訊息可繞過受傷脊椎,直接刺激手部肌肉。研究報告指出,在嚴重癱瘓的案例中,這是第一起肢體複蘇的成功案例。
Ian Burkhart 於兩年前開始參與實驗,植入大腦中的芯片由 96 條“類燈絲微電極”組成,用來記錄個別神經元的發射,接著透過“神經輔助設備”解碼不同動作的神經發射模式,將解碼後的動作指令直接傳給肌肉,完成連續手部動作。
“神經輔助設備”(Neuroprosthetic devices)運用“神經旁路”(Neural bypass)技術,讓大腦運動皮質區發送的訊息可繞過受傷神經係統,直接刺激肌肉,達成複蘇癱瘓的效果。此設備曾成功解碼和情感相關的神經訊號,並且讓靈長類動物和人類可透過意念控製電腦和機器手臂。
此項實驗在芯片植入大腦後曾麵臨許多挑戰。例如,盡管想著同樣的動作,神經發出的訊號卻每次都不同,為了成功解讀神經訊號代錶的動作,該設備具備機器學習(machine-learning)的演算法,以適應神經訊號的改變。除了機器需不斷學習,對 Bukhart 來說,訓練過程必須非常專心,才能完成過去根本不需思考的動作。“但這就像運動,在不斷地嘗試後,它變得越來越簡單。”Bukhart 說。
實驗結果著實振奮人心,但這項新技術還是有所限製。例如,該設備目前需在實驗室中操作,距離讓癱瘓者隨身攜帶配備,還有一段路要走。參與這項實驗的醫生也希望這套係統能更加實用、可負擔並降低侵入性,希望未來能透過無線網絡技術實現這些願景。