瘫痪者有望靠AI技术重新站起来！布朗大学与英特尔合作要以AI接通中断的神经讯号

人体脊柱一旦受伤造成神经回路中断后，当大脑命令无法传达到肌肉，就可能导致瘫痪，DARPA现在资助美国布朗大学研究团队630万美元，试图开发智慧脊柱界面（Intelligent Spinal Interface），要帮助脊髓损伤的患者，恢复肢体运动与膀胱控制的能力。

共同参与计划的还有英特尔、Micro-Leads Medical以及罗德岛医院。而智慧脊柱界面的想法，是要记录大脑往下传递到脊髓损伤部位的讯号，并利用智慧脊柱界面弥补脊柱损伤造成的神经回路空白，以驱动下方脊髓，同时从受伤脊髓下方来的讯号，也能够往上传递刺激或是驱动上方的部位。

布朗工程学院的助理教授David Borton提到，脊椎病变周围的神经回路，通常仍然活跃有作用，透过疏通双向的神经讯号，可以对脊髓受伤后的治疗，产生重大的影响。智慧脊柱界面这项装置，可能有助于恢复瘫痪人士四肢肌肉的控制能力，以及因为脊髓受伤而失去的知觉。目前这项计划为探索性的研究，目的要建构工具集，包括安装在脊髓的硬件、控制软件，以及对脊柱功能性理解。

接下来研究人员会与罗德岛医院的神经外科人员合作，在脊髓损伤的志愿者身上安装实验性的界面装置29天，纪录脊髓运动和感觉讯号，并使用人工神经网络来学习刺激受伤后的部位，学习沟通运动神经命令的方法。神经外科人员会在病人受伤部位的两端植入电极阵列（下图）​​，形成智慧旁路，最终要让被截断的神经能够恢复即时交流。英特尔提到，研究人员会使用英特尔人工智能开源软件nGraph，以及加速器硬件来开发解决方案。

而这个专案的关键便是人工智能以及机器学习技术，才能分析从脊柱纪录而来的复杂神经讯号，布朗大学认知科学研究团队将会和英特尔的人工智能团队合作，研究团队提到，他们要找出数学上的抽象，并与现代机器学习基础架构整合，在理解脊髓运作方式后设计模型，以开发出高效率且通用的系统，最好是只需要少量训练就能达到足够的学习。

而Micro-Leads Medical则提供高分辨率的脊髓刺激技术HD64，这项技术可以在不改变植入人体装置的尺寸或是导线数量的情况下，增加治疗部位的范围以及精确度。目前这项研究将专注于步行和站立时腿部控制有关的讯号，还有膀胱控制有关的讯号，而膀胱控制是脊髓损伤患者的首要问题。整个研究会持续两年，以证明装置确实可以影响这些运动神经回路。