意念控制假肢已经成为现实几年了，但研究人员一直没有找到方法让使用者像控制自然肢体一样流畅地控制它们。
现在，一个研究团队表示，他们通过将人工肢体连接到大脑的不同区域，解决了流畅运动控制的部分问题。之前设计的意念控制假肢将人工肢体连接到人的运动皮层或前运动皮层，这两个区域都会将大脑的信号转化为肢体动作。
这次，与机械手臂的连接被接入到一个病患的后顶叶皮层，该区域位于头部侧面，靠近耳朵。
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“（后顶叶皮层）形成了进行运动的初始计划，”加州理工学院神经科学教授、新假肢的开发者之一理查德·安德森说。例如，当一个人决定拿起咖啡杯时，后顶叶皮层会概述运动的步骤，然后运动皮层会将该计划转化为发送到手臂特定部位的实际信号。
安德森告诉生命科学，研究人员使用来自后顶叶皮层的信号“来提取受试者的意图”。“与其说‘我想控制肌肉’，不如说我们可以使用智能机器人技术来处理一个人想要做出的动作的精细细节。”
在5月22日出版的《科学》杂志上发表的一篇报告中，研究人员解释了他们如何将一位患者埃里克·G·索托的后顶叶皮层连接到一台充当人工运动皮层的计算机。该计算机使用来自顶叶皮层的特定信号来检测索托打算进行的运动类型，然后将其转化为机械手臂的信号。[视频：四肢瘫痪患者用大脑控制机械肢体]
在研究人员的视频中，索托用手臂给自己倒了一杯啤酒。
索托能够喝到啤酒，是因为来自顶叶皮层的信号告诉计算机索托想要做出的运动的大致轨迹，而计算机可以平滑人工手臂的运动，使其类似于真实手臂的运动。其他与大脑相连的仿生手臂的目标是解码与个体运动相关的运动信号，例如尝试通过想象单个肌肉收缩来举起手臂，但在新的假肢中，计算机着眼于索托打算做的整个图景，即只是“拿到啤酒”，安德森说。
索托还不能把手臂带回家并每天使用，该假肢仍然放在实验室的桌子上进行进一步研究。但安德森表示，他希望研究人员能够获得批准，以便索托可以在实验室外使用它。
安德森正在与美国另外两名患者合作，他们的假肢也包括神经植入物。安德森说，其中一位甚至可以从手臂获得一些反馈——触觉。对于新的假肢，目前尚不清楚这种感知对用户来说会“感觉”如何，因为一个人对自己身体的感知涉及到许多组成部分。但对于仿生肢体正常工作而言，拥有这种反馈至关重要。“如果你麻醉你的手指，你会发现精细的运动控制很困难，”他说。
圣路易斯华盛顿大学的生物医学工程副教授丹·莫兰表示，他对新假肢是否比已开发的通过运动皮层和前运动皮层连接仿生手臂的方法提供更精细的运动控制持怀疑态度。
但新假肢的成功之处在于“他们解码了（运动的）轨迹”和该运动的目标，莫兰说，他研究运动控制和假肢，但没有参与这项新研究。在新假肢中，“不同之处在于所使用的大脑区域：[后顶叶皮层]与前运动皮层，”他说。
斯坦福大学研究神经假肢的电气工程教授克里希纳·舍诺伊对新假肢感到兴奋。“这显然是首次在人类[后顶叶皮层]中记录，目的是评估用于假肢的信号，”他说。“重要的是要研究大脑的许多区域，以便可能用于假肢，因为不同的区域可能具有不同的优势。”
“这是这项重要的生物医学科学和工程研究路径在行动中的一个很好的例子，”舍诺伊说。
安德森表示，他计划继续改进该系统。另一步将是让患者控制单个手指。
最终，某些技术的结合可能会使仿生手臂成为许多患者的现实。“[索托]对他的生活质量的提高感到惊喜，”安德森说。
该研究发表在5月22日出版的《科学》杂志上。
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