腦電波可以幫助癱瘓患者再次活動

這種脫節促使研究人員尋找在不修復脊髓本身的情況下恢復連接的方法。

腦電圖 (EEG) 測試作為非侵入性解決方案

在發表於的一項研究中 APL生物工程 通過 AIP Publishing，來自意大利和瑞士大學的科學家們探索了腦電圖 (EEG) 是否可以幫助填補這一空白。他們的研究重點是確定腦電圖是否可以拾取與運動相關的大腦信號，並有可能將它們重新連接到身體。

當有人試圖移動癱瘓的肢體時，大腦會繼續產生與該動作相關的電活動。如果這些信號可以被檢測到並解釋，它們可以被發送到脊髓刺激器，激活負責該肢體運動的神經。

超越腦移植

之前的大多數研究都是依靠手術植入的電極來直接記錄來自大腦的運動信號。儘管這些系統顯示出令人鼓舞的結果，但研究團隊希望調查腦電圖是否可以提供更安全的選擇。

腦電圖（EEG）系統就像帽子一樣，上面覆蓋著電極，可以記錄頭皮上的大腦活動。儘管該設置可能看起來很複雜，但研究人員表示，它避免了將設備放置在大腦或脊髓內所涉及的風險。

“它可能會導致感染，這是另一種外科手術，”作者勞拉·托尼說。 “我們想知道是否可以避免這種情況。”

讀取運動信號的挑戰

使用腦電圖 (EEG) 來解碼運動嘗試突破了當前技術的極限。由於腦電圖電極位於頭部表面，因此它們很難拾取源自大腦深處的信號。

對於涉及手臂和手的運動來說，這種限制問題較小。控制腿和腳的信號很難檢測到，因為它們來自靠近大腦中心的區域。

“大腦主要在中央區域控制下肢的運動，而上肢的運動則更多在外側，”托尼說。 “獲得你想要解碼的內容的空間圖比使用下肢更容易。”

機器學習有助於解釋大腦活動

為了更好地分析腦電圖數據，研究人員使用了一種旨在處理小型複雜數據集的機器學習算法。在測試過程中，患者在嘗試一系列簡單的動作時戴著腦電圖帽。研究小組記錄了由此產生的大腦活動，並訓練算法將信號分類為不同的類別。

該系統成功區分了患者試圖移動的時刻和保持靜止的時刻。然而，很難區分不同的運動嘗試。

未來的研究可以取得什麼成果

研究人員相信他們的方法可以通過進一步開發得到改進。他們計劃改進算法，使其能夠識別站立、行走或攀爬等特定動作。該團隊還希望探索如何使用這些解碼信號來激活脊髓損傷康復患者體內植入的刺激器。

如果成功，這種方法可以使非侵入性大腦掃描更接近幫助人們在癱瘓後恢復有意義的運動。