大脑中的电刺激绕过感官，指导运动
大脑复杂的神经元网络使我们能够毫不费力地解释和导航，并与我们周围的世界互动。但当这些连接因受伤或中风而受损时，像感知和运动这样的关键任务就会被打乱。新的研究正在帮助科学家们弄清楚如何利用大脑的可塑性来重新连接这些失去的连接，这一进步可能会加速神经义肢的发展。
罗切斯特大学医学中心神经内科和德尔蒙特神经科学研究所的Marc Schieber医学博士和Kevin Mazurek博士共同撰写的一项新研究发表在今天的杂志上神经元研究表明，非常低水平的电刺激直接传递到负责运动功能的大脑区域，可以指示适当的反应或行动，基本上取代了我们通常从处理我们听到、看到和感觉到的大脑部分接收到的信号。
“这个类比是当我们接近一个红灯希贝尔说。“光线本身并没有让我们踩下刹车，而是我们的大脑被训练来处理这个问题视觉提示并向大脑中控制运动的部分发送信号。在这项研究中，我们所描述的类似于用电刺激取代红灯，大脑已经学会了将其与采取停车行动的需要联系起来。”
这一发现可能会对脑机接口和神经义肢的发展产生重大影响，这将允许一个人通过接入他们大脑的电活动来控制义肢设备。
为了有效，这些技术不仅要接收大脑的输出，还要传递输入。例如，机械臂能告诉用户他们拿着的物体是热的还是冷的吗?然而，将这些信息传递到大脑中负责处理的部分感觉输入如果大脑的这部分受伤或者它和运动皮层之间的连接失去了，就不起作用。在这些情况下，需要产生某种形式的输入来取代将感觉知觉与运动控制结合起来的信号，大脑需要“学习”这些新信号的含义。
Schieber说:“研究人员主要对刺激初级感觉皮层将信息输入大脑感兴趣。”“我们在这项研究中表明，你不必在一个感官接收区域，让受试者有他们可以识别的体验。”
类似的方法用于耳蜗植入治疗听力损失，它将声音翻译成电刺激随着时间的推移，大脑学会了把这些输入理解为声音。
在这项新研究中，研究人员详细介绍了一组实验，在这些实验中，猴子被训练在有视觉线索的情况下执行一项任务，在不同的灯光提示下，要么转动、推或拉特定的物体。当这种情况发生时，这些动物同时在运动前皮层(大脑中启动运动的部分)的不同区域接受了非常温和的电刺激，这取决于任务和光线的组合。
然后，研究人员重复了实验，但这一次忽略了灯光的视觉线索，只提供了微刺激。这些动物能够成功地识别并执行它们已经学会与不同的电输入相关联的任务。当微刺激与特定动作的配对重新洗牌时，动物能够进行调整，这表明刺激与特定动作之间的联系是习得的，而不是固定的。
马祖雷克说:“大多数关于脑机接口的大脑输入开发工作主要集中在大脑的感觉区域。”“在这项研究中，我们表明你可以扩大神经系统的范围，可以针对治疗进行治疗。这对那些因中风、受伤或其他疾病而失去大脑部分功能的人来说非常重要。我们可以绕过大脑中失去连接的受损部分，将信息传递到大脑中完整的部分大脑．"
