科学家们在寻求恢复因疾病或损伤而瘫痪的患者的行动能力方面，开辟了一条有希望的途径。华盛顿大学的研究人员设计了一种方法，将来自大脑运动皮层的信号重新定向，以直接触发手部运动。
在过去的十年中，研究人员一直专注于“倾听”和解码触发肌肉运动的特定大脑信号，使用一排计算机运行复杂的算法，将大脑活动转化为移动计算机光标或机器人手臂或腿的指令。
新方法简化了流程。工程师和神经科学家通过替换丢失的生物连接，恢复了猴子失去活动能力的肢体的使用。“我们没有解码意图，而是建立了一个连接，并鼓励猴子学习如何对其采取行动，”神经生理学家切特·莫里茨说，他与华盛顿大学教授埃伯哈德·费茨共同开创了这项工作。
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他们训练猕猴使用操纵杆玩一个简单的视频游戏。然后，他们将一根电线从动物运动皮层中的单个神经元连接到一台台式电脑。来自该细胞的电脉冲被计算机放大，并通过另一根电线传输到其中一只灵长类动物的胳膊肌肉，该肌肉已被暂时麻醉。
在几分钟之内，猴子学会了用思想控制手腕运动，向左或向右移动操纵杆以匹配电脑屏幕上的目标。
莫里茨说，令人惊讶的是，大脑一般区域内的任何神经元都可以学会刺激手腕肌肉——无论该神经元最初是否参与该特定运动。
“猴子可以快速学习改变神经元活动，在这种情况下是产生运动，就像人类可以通过生物反馈改变心率活动一样，”费茨解释说。这种控制需要有意识的注意力；潜意识地做出这样的动作需要重复训练，就像学习一项运动一样。
长期目标是开发一种微型、可植入的神经假体装置，使瘫痪患者能够移动他们自己的麻痹肢体。费茨已经迈出了下一步，开发了一种手机大小的神经芯片，可以连接到微处理器，小到足以让猴子植入头部携带。
仍然存在许多障碍。很难长时间从同一个神经元记录信号。在几天或几周内，疤痕组织会隔离电极，中断传输。用微型电机引导电极到新的位置可能会缓解这个问题。提供长达数十年的电源也是一个挑战。生物相容性是另一个问题；将这样一个系统完全植入皮肤下会带来巨大的感染风险。并且存在关键问题：这种模型可以扩大规模以刺激触发多个肌肉的多个神经元吗？大脑在为神经元重新分配新功能方面有多灵活？
该团队希望在近期内恢复手臂运动——并最终恢复截瘫患者的行走能力。但临床试验可能还需要十年时间。
注：本文最初印刷时的标题为“瘫痪患者的希望”。