癱瘓者有望靠AI技術重新站起來！布朗大學與英特爾合作要以AI接通中斷的神經訊號

人體脊柱一旦受傷造成神經迴路中斷後，當大腦命令無法傳達到肌肉，就可能導致癱瘓，DARPA現在資助美國布朗大學研究團隊630萬美元，試圖開發智慧脊柱介面（Intelligent Spinal Interface），要幫助脊髓損傷的患者，恢復肢體運動與膀胱控制的能力。

共同參與計畫的還有英特爾、Micro-Leads Medical以及羅德島醫院。而智慧脊柱介面的想法，是要記錄大腦往下傳遞到脊髓損傷部位的訊號，並利用智慧脊柱介面彌補脊柱損傷造成的神經迴路空白，以驅動下方脊髓，同時從受傷脊髓下方來的訊號，也能夠往上傳遞刺激或是驅動上方的部位。

布朗工程學院的助理教授David Borton提到，脊椎病變周圍的神經迴路，通常仍然活躍有作用，透過疏通雙向的神經訊號，可以對脊髓受傷後的治療，產生重大的影響。智慧脊柱介面這項裝置，可能有助於恢復癱瘓人士四肢肌肉的控制能力，以及因為脊髓受傷而失去的知覺。目前這項計畫為探索性的研究，目的要建構工具集，包括安裝在脊髓的硬體、控制軟體，以及對脊柱功能性理解。

接下來研究人員會與羅德島醫院的神經外科人員合作，在脊髓損傷的志願者身上安裝實驗性的介面裝置29天，紀錄脊髓運動和感覺訊號，並使用人工神經網路來學習刺激受傷後的部位，學習溝通運動神經命令的方法。神經外科人員會在病人受傷部位的兩端植入電極陣列（下圖）​​，形成智慧旁路，最終要讓被截斷的神經能夠恢復即時交流。英特爾提到，研究人員會使用英特爾人工智慧開源軟體nGraph，以及加速器硬體來開發解決方案。

而這個專案的關鍵便是人工智慧以及機器學習技術，才能分析從脊柱紀錄而來的複雜神經訊號，布朗大學認知科學研究團隊將會和英特爾的人工智慧團隊合作，研究團隊提到，他們要找出數學上的抽象，並與現代機器學習基礎架構整合，在理解脊髓運作方式後設計模型，以開發出高效率且通用的系統，最好是只需要少量訓練就能達到足夠的學習。

而Micro-Leads Medical則提供高解析度的脊髓刺激技術HD64，這項技術可以在不改變植入人體裝置的尺寸或是導線數量的情況下，增加治療部位的範圍以及精確度。目前這項研究將專注於步行和站立時腿部控制有關的訊號，還有膀胱控制有關的訊號，而膀胱控制是脊髓損傷患者的首要問題。整個研究會持續兩年，以證明裝置確實可以影響這些運動神經迴路。