新超声波成像技术，可用来大脑控制假肢的新方法

长期以来，医生一直使用频率超出人类听力范围的声波来绘制我们内脏的图像。一种叫做换能器的设备会向人体发送超声波脉冲信号，这些声波会反射回来，从而指示出不同组织和液体之间的界限。

大约十年前，研究人员找到了一种将超声用于脑成像的方法。这种方法被称为功能超声，与传统超声波相比，使用宽而平的声音平面代替窄声束来更快地捕捉大面积的声音。

像功能性磁共振成像（fMRI）一样，功能性超声可以测量血流的变化，从而指示神经元何时活动并消耗能量。但是它创建的图像比功能磁共振成像有更高的分辨率，并且不需要参与者躺在大型扫描仪中。

在人类中测试的最先进的意念控制设备实验，依赖于插入大脑的电极。现在，研究人员已经为侵入性较小的方法铺平了道路。他们已经使用超声波成像来预测猴子预期的眼睛或手部运动，这些信息可以为机械臂或计算机光标生成命令。

如果可以改进这种方法，它可能为瘫痪的人们提供一种无需植入设备即可用大脑控制假肢的新方法。

美国斯坦福大学神经科学家克里希纳·谢诺伊（Krishna Shenoy）和加州理工学院生化工程师米哈伊尔·夏皮罗（Mikhail Shapiro）在两只恒河猴的头骨中放入了大小和形状都差不多的小型超声波换能器。该设备通过电线连接到计算机，将声波向下传播到大脑的后顶叶皮层区域，该区域参与了计划运动。

训练猴子将眼睛聚焦在屏幕中央的一个小点上，而第二个点在左侧或右侧短暂闪烁。当中心点消失时，动物将眼睛移到最近第二个点闪烁的位置。

在另一组实验中，他们伸出手并向着该点移动了操纵杆，而不是眼睛。然后，计算机将超声数据转换为关于猴子意图的猜测。该算法可以确定动物何时准备移动，以及它们是否计划移动眼睛或伸出手臂。

他们在《神经元》杂志上报道说，科学家们可以以大约78％的眼动准确度和89％的触手准确度来预测一个运动是向左还是向右。
编辑：lyn