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请观看本文末尾的猴子操作机械臂的视频。
研究人员报告称，猴子们通过意念控制机械臂给自己喂食，无需操纵杆。今天发表在《自然》杂志上的这项研究表明，神经肌肉疾病、脊髓损伤或肢体丧失的患者或许有一天能够利用大脑力量来操作假肢，从而完成日常任务。
蒙特利尔大学的生理学家约翰·卡拉斯卡在为这项研究撰写的社论中写道：“这是首次报道受试者使用[脑机接口]技术来执行实际行为的演示。它代表了用于复杂臂状机器人的神经假体控制器的当前最先进水平，这些控制器有一天可能……帮助患者完成许多日常任务，例如吃饭、用玻璃杯喝水或使用工具。”
匹兹堡大学（Pitt）的科学家将两只恒河猴放在椅子上，它们的胳膊被轻轻地绑在扶手上（并有效地固定住），同时一个带有 100 个电极的小网格连接到它们初级运动皮层中的 100 个神经细胞或神经元，初级运动皮层是与运动相关的大脑区域。传感器网格拾取神经活动，并将其传递到计算机，计算机控制着位于动物左肩附近的机械臂。
在最初的“训练阶段”，研究人员使用计算机控制移动机械臂，使其在猴子面前移动，伸出并抓住一个悬挂在钩子上的零食——草莓、葡萄或棉花糖——而动物则在一旁观看。它们初级运动皮层中的神经元对机械臂的运动做出反应。据研究合著者兼匹兹堡大学神经生理学家安德鲁·施瓦茨称，不同的神经细胞会对不同方向的运动做出反应而活跃起来。例如，当手臂向上伸向食物时，一些神经细胞会活跃起来，而当手臂向动物的嘴巴方向移动时，另一些神经细胞会活跃起来。
在将神经元与不同的运动方向匹配并将信息输入到实际移动手臂的软件算法中之后，控制权被移交给被固定住的猴子。
猴子看到零食并想享用，它们能够用意志力控制假肢——假肢由在三个方向上移动的肩部、上下移动的肘部和张开和闭合的爪状手组成——做出反应。它们大脑中的电极会测量来自某些神经元的活动，并将信息发送到计算机——计算机将相应的神经细胞与运动方向匹配——然后机械手会相应地进行操作。
施瓦茨说：“动物们以非常自然的方式使用该设备，做出流畅、协调的动作，看起来非常自然。” “它们以非常精确的方式伸手去抓小块食物。”
事实上，他说，猴子在抓取和吃食物方面的成功率接近 61%。施瓦茨说，他曾希望它们能有更高的成功率，但指出，与猴子和人类在虚拟环境中移动物体的类似研究相比，这个结果已经相当不错了。
卡拉斯卡说，尽管这项新工作令人鼓舞，但在人类能够使用所谓的神经假肢之前，仍有许多障碍需要克服。一个主要的挑战是设计更耐用的电极，因为目前的电极在植入后几周内就会退化。另一个限制：目前的假肢无法控制它们抓握物体的力量，这意味着例如，玻璃杯在被抓握时可能会被震碎。施瓦茨说，该团队现在计划研究制造更精确的假肢的方法，包括手腕关节和更像人手的手。