研究人員在實驗室外和極端條件下測量「準備就緒潛力」

研究人員首次成功地在實驗室外和極端條件下測量「準備就緒潛力」。

在一個人決定從橋上跳下進行蹦極之前，他們的大腦活動會有明顯的增加。這可以在人有意識地決定跳躍前一秒被記錄下來。柏林夏里特醫科大學的研究人員首次成功地在實驗室外和極端條件下測量了這種「準備就緒潛力」。他們的發現將有助於腦-計算機介面的發展，這種設備可以幫助四肢癱瘓患者控制神經假肢，使他們能夠重新使用雙手。

當一個人被綁在蹦極繩索上，準備從192米高的橋上跳下時，他的大腦會發生什麼?由Charite精神病學和心理治療學系的Surjo Soekadar教授領導的一個研究小組，開始用一個非同尋常的實驗來回答這個問題。研究人員要求兩名研究參與者從奧地利因斯布魯克附近的1.92米高的歐羅巴大橋上跳下，共30次，每次記錄下他們的腦電波。他們能夠證明，即使在現實生活中情緒激動的情況下，比如蹦極，大腦活動測量也是可行的。研究人員首次成功地在實驗室之外記錄下了準備就緒的潛力，並證明了極端情緒的影響。

準備電位是指大腦中電壓的變化，可以通過放置在頭皮上的腦電圖(EEG)電極來測量。它表明一種自願行為——比如一個手部動作——即將發生，甚至在這個人意識到他們有意識地決定做這個動作之前就已經發生了。這種現象在1964年被發現，當時盧德·迪克和漢斯·赫爾穆特·科恩胡貝爾研究了被試在數百個手指運動過程中的大腦活動。

「即使在實驗室條件下，測量這種電勢也是極其困難的，因為所涉及的電壓變化範圍僅為千分之幾伏特。然而，為了推進適合日常使用的大腦-計算機界面的開發，我們想研究是否可以在現實場景中測量準備就緒的潛力，」Soekadar教授報告說。研究人員只花了幾秒鐘就收集到了證明這一點的必要證據。他們還發現，從192米高處記錄下來的大腦活動模式與從1米高處記錄下來的大腦活動模式並無不同。兩名測試對象還從1米的高度總共完成了30次跳躍。這一結果意味著，在採取可能危及生命的行動之前所經歷的恐懼並不影響潛在準備的本質。

本研究為腦機介面的開發提供了堅實的基礎。這些設備將大腦活動轉化為機器人或其他技術設備的控制指令，甚至可以讓四肢癱瘓的患者在沒有幫助的情況下進食。意圖執行抓取動作所產生的大腦活動，因此可以在附著於癱瘓的手的機電支撐結構中觸發這一運動。要使這種神經假肢適用於日常生活，極其重要的是，強烈的情緒不會對一個人控制情緒的能力產生負面影響。Soekadar教授解釋說:「我們的研究結果表明，即使在極端的情緒壓力下使用，大腦和電腦的界面仍然是可靠的。」他和他的團隊將利用他們的發現為一項新的研究提供信息，這項研究將看到截癱患者和中風患者都將使用這種支撐結構。

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