四年前，现年24岁的伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）在一场潜水事故中受伤，导致肩部以下瘫痪。对于全美约有250,000名脊髓损伤患者来说，大多数人只能在活动受限的情况下生活。但多亏了俄亥俄州立大学的一个团队，伯克哈特的情况发生了改变——一种植入物使他的大脑能够发送正确的信号来活动他的手指、手和手腕，绕过了受损的神经通路。这项技术，今天在《自然》杂志上发表的一项研究，未来可能帮助全球各地的人们恢复肢体活动能力。
为了让伯克哈特恢复右手活动能力，研究人员在他的左侧初级运动皮层（大脑前方负责规划和指挥运动的区域）植入了一组电极。随后，在接下来的15个月里，伯克哈特每周进行三次训练，让他的大脑学会使用它。一种机器学习算法学会了如何解读哪些脑电波对应患者预期的运动。当伯克哈特的大脑发出正确的信号时，植入物会将这些信号通过导线发送到一个灵活的袖带，该袖带缠绕在他的手腕上，并装有电极，从而相应地刺激肌肉。
研究人员使用了不同类型的测试来评估伯克哈特完成六种不同的手、手腕和手指运动的熟练程度。算法确定，伯克哈特的运动平均准确率约为90%。在重复这些任务提高了他的力量后，伯克哈特能够将水从瓶子倒入罐子，然后进行搅拌——这对不久前还完全无法活动手的人来说，是一个了不起的壮举。他还能够刷信用卡，甚至玩Guitar Hero电子游戏。
研究人员指出，这项技术是侵入性的，这意味着它可能不适合健康状况不佳或免疫系统受损、更容易感染的患者。而且，通常这类植入的“神经旁路”设备的运动范围比本研究中使用的设备要小。同样重要的是要注意，植入物并不能恢复患者的触觉，尽管其他 研究人员正在解决这个问题，主要通过假肢。也许有一天，这两种技术可以结合起来，让患者既能运动又能感受。
尽管如此，这项研究仍是一个巨大的进步——伯克哈特能够以一种前所未有的方式活动他的手。如果这项技术得到广泛应用，可能会产生重大影响。
“我们的目标是利用这项技术，让像伊恩这样的患者能够更好地掌控自己的生活，更加独立，”参与该研究的研究人员之一阿里·雷扎伊（Ali Rezai）在一份声明中说。“我们相信，这确实为许多患者带来了未来的希望。”
研究人员希望在几年内开发出一种无线系统，使患者的运动更加便捷。
