中風(fēng)患者的福音！“腦機(jī)結(jié)合”技術(shù)用意念控制運(yùn)動

用意念來控制工具，這不是聳人聽聞，而是從今年1月CES以來就已經(jīng)走進(jìn)大眾視野，甚至在學(xué)界及科研界呈燎原之勢。

前有MIT可通過意念控制的機(jī)器人，后有Facebook的F8大會上令世人驚艷的“意念打字法”及馬斯克研究腦機(jī)接口的神秘公司，你就絕不會對這種技術(shù)有“它只不過是空想”這種認(rèn)識。

現(xiàn)在，又有一所美國的大學(xué)研發(fā)出了“腦機(jī)結(jié)合”技術(shù)，對于中風(fēng)患者有著十分顯著的療效。

一種嶄新的腦機(jī)接口——Ipsihand

中風(fēng)是導(dǎo)致成年人殘疾的主要原因。中國的中風(fēng)患者超過千萬，患病人數(shù)超過希臘、比利時等國家的總?cè)丝跀?shù)。

“中風(fēng)”通常會導(dǎo)致身體一側(cè)的癱瘓，使患者幾乎甚至完全無法移動自己的部分身體。

在長達(dá)多年的恢復(fù)治療中，他們或許可以恢復(fù)一些簡單的運(yùn)動能力，但是想要達(dá)到中風(fēng)之前的狀態(tài)幾乎是不可能的。這種生理上的缺陷給病患的生活帶來了極大的困擾。

用意念控制運(yùn)動來拯救中風(fēng)患者? “腦機(jī)結(jié)合”技術(shù)在呈燎原之勢 |潮科技

而華盛頓圣路易斯大學(xué)教授們開發(fā)的新設(shè)備Ipsihand，或許可以幫助中風(fēng)患者們重新恢復(fù)曾經(jīng)的指示和運(yùn)動能力。華盛頓圣路易斯大學(xué)“生物醫(yī)學(xué)工程和機(jī)械工程與應(yīng)用科學(xué)”神經(jīng)外科教授Eric Leuthardt表示：

“我們已經(jīng)表明，使用未受傷的大腦半球與電腦結(jié)合的技術(shù)對于慢性中風(fēng)患者的恢復(fù)有非常積極的效果。”

研究人員以13位深受中風(fēng)困擾6個月以上的患者作為實驗對象，讓他們帶上Ipsihand仿生手和帶電極的帽子。

Ipsihand仿生手和帶電極的帽子

研究人員們讓患者用大腦未受傷的部分思考他們是想要打開或者關(guān)閉這種仿生手的使用，然后將他們大腦發(fā)出的信號通過帽子傳遞到相連接的計算機(jī)上并放大信號，Ipsihand便會遵循他們發(fā)出的指令，對仿生手進(jìn)行相應(yīng)的操作。

通過這種操作，中風(fēng)患者可以有效鍛煉自己未受傷的部分大腦區(qū)域，從而嘗試代替和接管之前由受傷的大腦區(qū)域執(zhí)行的功能。

這項研究的第一作者，也是Leuthardt實驗室的前研究生David Bundy一直致力于研究大腦如何控制四肢的運(yùn)動。

一般來說，控制運(yùn)動的大腦區(qū)域與身體控制的肢體剛好相反，簡單來說，就是左側(cè)大腦控制右側(cè)身體，右側(cè)大腦控制左側(cè)身體運(yùn)動(這是一種大概表述，不完全精確)。

但在大約十年之前，還在堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的博士后研究員Leuthardt教授和Bundy發(fā)現(xiàn)，一小部分大腦在控制身體同一側(cè)的運(yùn)動上也發(fā)揮了一定的作用。

比如說，如果你要移動左手，具體的指導(dǎo)運(yùn)動軌跡的電信號會首先出現(xiàn)在大腦的左側(cè)區(qū)域，然后大腦右側(cè)區(qū)域才會活躍起來。運(yùn)動意圖也因此被轉(zhuǎn)化為手中肌肉的實際收縮。

大腦控制身體運(yùn)動

對于很多中風(fēng)患者而言，大腦的左側(cè)通常是沒有受到損害的，這意味著他們大腦的左側(cè)區(qū)域依然可以產(chǎn)生初始的移動電信號，但是卻無法過渡到右腦，從而無法控制部分運(yùn)動。Leuthardt認(rèn)為：

“Ipsihand的想法是，如果我們能將與需要移動的同側(cè)肢體相關(guān)聯(lián)的那些運(yùn)動信號與手的實際動作形成關(guān)聯(lián)，那么大腦就會產(chǎn)生新的連接，大腦未受傷的區(qū)域就可以接管受傷區(qū)域所發(fā)揮的用。”

不僅如此，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)Ipsihand系統(tǒng)控制運(yùn)動的能力會根據(jù)大腦信號強(qiáng)度的提高而改善。目前，越來越多的研究人員正在提高設(shè)備檢測和接收信號的能力，爭取研制出更好的Ipsihand來更好地幫助中風(fēng)患者的生活。

顯然，從配置來看，這項技術(shù)與MIT的那款能夠幫病人通過意念來拿東西的機(jī)器人有著異曲同工之處，而且不僅僅華盛頓圣路易斯大學(xué)教授們，包括Facebook、Google在內(nèi)，以及很多學(xué)校都已經(jīng)開始研究怎樣通過仿生設(shè)備及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來改善中風(fēng)、小兒麻痹甚至高位截癱病人群體的病情。

這一趨勢正是我們所喜聞樂見的：機(jī)器+人類，才是未來的正解。