類器官技術(shù)正在改變腦控假肢的研發(fā)方式。通過在人體 CNS 和人工設(shè)備之間架起橋梁，科學(xué)家們利用神經(jīng)類器官的研究，有可能實(shí)現(xiàn)假肢與人腦的實(shí)時(shí)交互。但是，由于這種交互依賴于閉環(huán)反饋系統(tǒng)，使得該項(xiàng)研究的難度大幅提升。對此，Multi Channel Systems 提供了高度適用于研究這一復(fù)雜機(jī)制的多電極陣列技術(shù)（即“微電極陣列”或“MEA”），為假肢研究帶來更多可能。

類器官在腦控假肢中的作用
神經(jīng)類器官屬于由干細(xì)胞分化而來的三維細(xì)胞結(jié)構(gòu)，能夠模擬人腦的一些核心功能，例如處理和傳遞電信號。這使它們成為研究初級運(yùn)動皮層植入物與假肢設(shè)備交互的理想工具。

通過將類器官與假肢連接，可以實(shí)現(xiàn)以下雙向通信：

1. 輸入：假肢上的傳感器（如觸覺、壓力或運(yùn)動傳感器）將電信號或化學(xué)信號傳遞給類器官。
2. 處理：類器官對這些信號進(jìn)行處理，產(chǎn)生類似大腦處理外周神經(jīng)系統(tǒng)刺激的反應(yīng)。
3. 輸出：類器官中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成動作信號，這些信號被傳回假肢，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、自然的運(yùn)動控制。

強(qiáng)化適應(yīng)性和感官整合能力
類器官的神經(jīng)可塑性使其在假肢控制中表現(xiàn)得尤為出色。它們能夠根據(jù)輸入信號調(diào)整反應(yīng)，提高運(yùn)動的精準(zhǔn)性和靈敏度。例如，研究人員可以通過逐步“訓(xùn)練”類器官，讓它掌握越來越復(fù)雜的任務(wù)，這類似于大腦學(xué)習(xí)新技能的過程。深入研究這種訓(xùn)練機(jī)制的細(xì)胞和分子基礎(chǔ)，有助于開發(fā)更加先進(jìn)的假肢和植入設(shè)備。

現(xiàn)有的假肢在模仿觸覺等復(fù)雜感官方面仍存在很大局限。通過將假肢傳感器與類器官連接，研究人員可以更好地理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何編碼觸覺的不同維度，比如溫度、壓力或紋理。這一研究可能推動更復(fù)雜假肢的開發(fā)，讓用戶不僅能感知更豐富的反饋（如溫度或表面紋理），甚至能感受到疼痛，從而使人與環(huán)境的互動更加自然。

借助 Mesh MEA 技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)
我們的 MEA 技術(shù)在研究類器官與假肢交互方面具備獨(dú)特優(yōu)勢。通過配備實(shí)時(shí)反饋功能的 MEA2100-Mini 記錄系統(tǒng)，可以在類器官與假肢之間建立溝通橋梁。類器官的自發(fā)活動會被 MEA 的 60 個(gè)電極記錄下來，這些記錄可以作為控制假肢運(yùn)動的觸發(fā)信號。同時(shí)，假肢的反饋也會自動觸發(fā)類器官的電刺激或化學(xué)刺激，從而形成完整的閉環(huán)反饋。

結(jié)合 Mesh MEA 技術(shù)，我們的系統(tǒng)能進(jìn)一步拓展假肢研究的可能性。不同于傳統(tǒng)的二維 MEA，Mesh MEA 的網(wǎng)狀電極設(shè)計(jì)允許類器官在實(shí)驗(yàn)中維持其三維形態(tài)，并將電極嵌入類器官內(nèi)部，從而直接記錄內(nèi)部活動。這一設(shè)計(jì)使類器官與假肢的研究能夠持續(xù)數(shù)周甚至數(shù)月，而傳統(tǒng)二維電極陣列只能進(jìn)行短期測量。

假肢技術(shù)的未來

通過利用獨(dú)特的 MEA 技術(shù)，我們得以更深入地探索類器官與假肢之間的交互機(jī)制。這些研究結(jié)果或?qū)⑼苿蛹僦夹g(shù)更快地發(fā)展，使截肢者體驗(yàn)更接近生理狀態(tài)下的感官反饋與控制方式。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，腦控假肢將有望徹底改變?nèi)祟愒鰪?qiáng)領(lǐng)域，為截肢或癱瘓患者提供更貼近生活的解決方案，提高生活質(zhì)量，讓生物與技術(shù)無縫融合的夢想，逐漸成為現(xiàn)實(shí)。