造成截肢者的幻肢疼痛,和潜在的治疗,确定
研究人员发现,大脑的连接的“重组”的根本原因是幻肢疼痛,这发生在绝大多数人截肢,和潜在的治疗方法,使用人工智能技术。
为首的一群研究人员从日本大阪大学与剑桥大学的合作,利用脑机接口训练一组十个人与他们的大脑控制机械手臂。他们发现,如果病人试图控制假肢,将运动与他们失踪的手臂,它增加了疼痛,但是训练他们把假肢的运动和影响减少他们的痛苦。
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他们的研究结果,发表在《华尔街日报》自然通讯相关,证明在慢性疼痛患者截肢或神经损伤,有“串线”与感觉和运动相关的大脑的一部分,修补所破坏,疼痛是可以治疗的。这些发现也可能适用于其他形式的慢性疼痛,包括由于关节炎疼痛。
大约每年有5000在英国进行截肢,和患有1型或2型糖尿病的风险特别需要截肢。在大多数情况下,个体有手或手臂截肢,或有严重的神经损伤,导致他们失去感觉的手,继续感觉的存在影响的手仿佛还在那里。50 - 80%的患者遭受慢性疼痛的“幻影”,被称为幻肢痛。
“尽管手走了,有幻肢痛的人仍然觉得有一只手,它基本上感觉痛苦,就像一个燃烧或高度敏感类型的疼痛,和传统的止痛药无效的治疗,”Ben Seymour博士研究的合著者说,神经位于剑桥的工程部门。“我们想看看我们可以想出一个工程学治疗与药物治疗。”
幻肢疼痛的一个流行的理论原因是错误的“线路”的感觉运动皮层,大脑中负责处理感觉输入和执行动作。换句话说,有一个不匹配的运动和感知运动。
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在这项研究中,西摩和他的同事,由Takufumi平贺柳泽从大阪大学,利用脑机接口解码神经活动的精神病人所需的行动将他们的“幻影”的手,然后解码幻手运动转换成一个机器人neuroprosthetic使用人工智能技术。
“我们发现更好的自己的大脑有影响使用机械手臂,更糟糕的是他们的痛苦,“平贺柳泽说。“运动的一部分大脑工作正常,但是他们没有得到感官反馈——有差异。”
然后研究人员改变他们的技术训练大脑的“错”的一面:例如,一个病人不见了自己的左臂被解码训练把假肢运动与他们的右臂,反之亦然。在这种反直觉的技术训练时,发现他们的疼痛的病人明显减少。当他们学会控制臂通过这种方式,它利用大脑的可塑性能力重组和学习新事物的感觉运动皮层,展示一个清晰的可塑性和痛苦之间的联系。
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虽然结果是有前途的,西摩警告说,效果是暂时的,和需要一个大型,昂贵的医疗设备是有效的。然而,他相信治疗基于他们的技术可能是在五到十年内上市。“理想情况下,我们希望看到人们可以在家里,或者他们可以合并理疗治疗,”他说。”,但结果表明,将人工智能技术与新技术治疗疼痛,是一种很有前途的大道和未来UK-Japan科研合作的一个重要区域。”
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出版
平贺柳泽Tet al。感觉运动诱导大脑可塑性控制幻肢疼痛患者。自然通讯,2016年10月27日在线发表。doi: 10.1038 / ncomms13209
