研究人员通过一项涉及猕猴的研究引入了一种开创性的脑机接口训练协议。这种创新方法使得仅通过脑信号就能够准确控制假肢手。研究人员发现，负责各种手位的神经信号对这种控制至关重要，与先前的观点相反，后者认为管理运动速度的信号更为重要。这些发现对于增强神经手假肢的精确功能至关重要，可能为瘫痪个体恢复部分或全部的活动能力。
来自 Göttingen 德国灵长类动物中心 – 莱布尼兹灵长类动物研究所的研究人员在与猕猴的研究中创建了一种开创性的脑机接口训练协议。这项技术使得仅使用脑信号就能够准确控制假肢手。该研究首次证明了大脑中调节不同手位的神经信号对这种控制是必不可少的，而不是之前认为的管理运动速度的信号。这一发现对于增强神经手假肢的精确性至关重要，这可能帮助瘫痪患者恢复部分或全部的运动能力。
提着购物袋、穿针引线——力量和精确的握力对我们的日常活动至关重要。我们常常理所当然地对待我们的双手，直到因为截瘫或如 ALS 这样的疾病导致逐渐的肌肉瘫痪而无法使用它们。
为了帮助患者，研究人员花费数十年时间致力于开发神经假肢。这些人工肢体可以帮助残疾人士恢复行动能力。脑机接口通过弥合受损的神经连接，翻译脑信号为控制假肢的动作，从而促进了这一过程。然而，许多假肢手在日常使用中历来难以实现所需的精细运动技能。
来自德国灵长类动物中心神经生物实验室的科学家安德烈斯·阿古德洛-托罗解释说：“假肢的有效性主要依赖于计算机接口读取的神经数据。以往对手和手臂运动的研究强调了主导抓握动作速度的信号。我们的目标是确定与手位相关的信号是否可能在控制神经假肢方面更有效。”
该研究涉及猕猴 (Macaca mulatta)。与人类类似，它们拥有复杂的神经和视觉系统，以及先进的精细运动技能，使它们成为研究抓握动作的理想对象。
为了准备主要实验，科学家们首训了两只猕猴，让它们操控屏幕上显示的虚拟手。在这个训练阶段，猴子们在观察虚拟化身在屏幕上的相应动作时移动自己的手。一个装有磁性传感器的数据手套在整个任务中捕捉了猴子的手部运动。
在猴子们掌握了这项任务后，它们接着通过“想象”握住物体来控制虚拟手。研究人员监测了大脑皮层区域中直接监管手部运动的神经元群体的活动。他们关注的是表示各种手和手指位置的信号，从而促使他们调整脑机接口的算法，以更好地解读这些神经数据以实现运动。
安德烈斯·阿古德洛-托罗说：“通过偏离传统协议，我们修改了算法，不仅考虑了运动的最终目标，还考虑了实现目标的过程。这一调整最终产生了最准确的结果。”
研究人员随后将虚拟手的动作与先前记录的真实手的运动进行了比较，确认两者在执行时具有相似的精确度。
神经生物实验室负责人和该研究的高级作者汉斯约尔格·舍尔伯格指出：“我们的研究表明，主导手位的信号在控制神经假肢方面尤其重要。这些发现现在可以用于增强未来的脑机接口，并改善神经假肢的精细运动能力。”
这项研究得到了德国研究基金会（DFG，拨款 FOR-1847 和 SFB-889）以及欧洲联盟“地平线2020”项目 B-CRATOS（GA 965044）的支持。
