伸手去抓不同的物体是手在日常生活中最常用也是最重要的一个功能。由于物理损伤或神经系统疾病导致的伸抓功能的缺失会导致严重的生活和心理障碍。脑机接口通过直接读取大脑的意愿信号,绕过了损伤的外周通路,来控制外周的辅助设备完成替代的功能,为运动功能的缺失提供了一种新的修复方法。本文在非人灵长类动物的植入式脑机接口平台上,研究了伸抓动作在运动皮层的表征与解码,实现了猴子的脑电实时控制机械手完成抓握功能的脑机接口系统,为残疾人提供了一条新的康复途径。通过训练两只猴子完成不同的伸抓运动,同步记录了背侧前运动区(PMd)和初级运动皮层(M1)的神经电信号,观察了单个神经元以及神经元集群在整个抓握过程中的调制特性,用定量的方法找到了包含抓握信息最丰富的时间段；根据此时间段,利用神经元的动作电位(spike)和局部场电位(LFP)信号对抓握手势进行了解码,实验表明PMd区的神经元对伸和抓都有稳定的编码,解码正确率可以达到90%以上；与此同时,通过连续实时地预测猴子当前的运动状态,并应用共享控制的策略,驱动一只灵巧机械手去完成了与猴子同样的抓握动作,实现了利用猴子脑电实时控制机械手的异步脑机接口系统。本研究工作首次实现了猴子在线控制机械手完成不同手势的抓握,主要创新点在于,(1)通过研究神经元在抓握过程中的发放,揭示了PMd脑区在抓握过程中的变化规律；(2)通过研究神经元在伸和抓过程中的反应,解析了猴子在抓勾握捏四个不同动作中的神经编码特征,离线正确率达到85%以上；(3)实现了猴子脑电实时控制机械手抓、勾、握、捏四种不同抓握模式,在线正确率达到75%以上。本研究解决了从神经信号机理到实时解码控制的问题,找到了一条基于脑机接口的抓握功能修复方法,为脑机接口走向实用化奠定了基础。