非侵入性技术允许截肢者使用仿生手，由他的思想供电。

一个研究小组来自休斯顿大学他发明了一种算法，可以让一个人用假手抓住瓶子和其他物体，只依靠他的思想。

一名右手被截肢的56岁男子展示了这项技术，它使用非侵入性大脑监测，捕捉大脑活动，以确定大脑的哪些部分参与了抓取物体。有了这些信息，研究人员创建了一个计算机程序，或称脑机接口(BMI)，该程序利用受试者的意图，让他成功地抓住物体，包括一个水瓶和一张信用卡。实验对象通过安装在截肢者残肢上的高科技仿生手，在80%的时间内抓住选定的物体。

研究人员称，此前的研究包括外科植入电极或依赖于手臂肌肉电信号的肌电控制，均显示出类似的成功率。

赫斯·路易斯·孔特雷拉斯-维达尔是哈佛大学的神经科学家和工程师，他说这种非侵入性方法有几个优点:它通过头皮脑电图(EEG)测量大脑活动，避免了手术植入电极的风险。肌电系统并不适用于所有人，因为它们要求与抓手相关的肌肉神经活动保持完整。

这项研究的结果发表在3月30日的《神经科学前沿》神经修复部分。

哈佛大学电气和计算机工程专业特级教授Contreras-Vidal、Hugh Roy和Lillie Cranz Cullen是这篇论文的主要作者，其他几位是研究生Harshavardhan Ashok Agashe、Andrew Young Paek和Yuhang Zhang。

这项工作由美国国家科学基金会资助，首次展示了基于脑电图的多指假肢手的BMI控制，用于截肢者抓取。Contreras-Vidal说，这也可能导致更好的假肢的发展。

研究人员说，除了证明使用无创脑电图进行假肢控制是可能的，该研究提供了对抓握神经科学的新理解，将适用于其他类型的损伤的康复，包括中风和脊髓损伤。

研究对象包括五名身体健全、惯用右手的男性和女性，都是20多岁的年轻人，以及截肢者。他们使用64通道的活跃脑电图(EEG)进行测试，电极连接在头皮上以捕捉大脑活动。孔特雷拉斯-维达尔说，大脑活动记录在多个区域，包括运动皮层和已知用于动作观察和决策的区域，发生在手开始抓握之前的50毫秒到90毫秒之间。

他说，这为大脑预测运动而不是反映运动提供了证据。

研究人员写道:“目前的上肢神经修复术可以恢复一定程度的功能能力，但无法达到自然手的易用性和灵活性，尤其是抓取动作。”研究人员指出，使用侵入性皮质电极的工作已被证明可以实现一定程度的手部控制，但还不能达到所有日常活动所需的水平。

此外，植入电极所需手术的固有风险，以及记录信号的长期稳定性，都令人担忧。在这里，我们表明，从多个头皮脑电图信号中，以自然、直观的方式提取各种物体的抓取动作的详细信息是可行的。”

到目前为止，这被认为只有通过大脑内部或大脑表面的侵入性获取的大脑信号才有可能实现。

研究人员首先记录了身体健全的志愿者在拿起5个物体时的大脑活动和手部运动，每一个物体都被选为不同的抓握方式:一个易拉罐、一张cd、一张信用卡、一枚小硬币和一把螺丝刀。记录的数据被用来创建神经活动解码成运动信号，成功地重建了抓取动作。

然后，他们给截肢者安装了一个电脑控制的神经义肢手，并让他观察并想象自己在移动和抓住物体时控制着这只手。

受试者的脑电图数据，以及从身体健全的志愿者那里收集到的假肢手的运动信息，都被用于构建算法。

孔特雷拉斯-维达尔说，额外的练习，加上改进算法，可以将成功率提高到100%。

欲了解更多信息，请访问http://www.uh.edu/news-events．

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