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脑机接口技术让瘫痪者重新站立

2017-04-11 09:29 来源:北京青年报 
2017-04-11 09:29:15来源:北京青年报作者:责任编辑:白璐

  【新知关键词:脑机接口技术】

  据外媒“医学X报刊”网站3月28日报道,一位四肢瘫痪的病人通过脑机接口技术,只需思考便可以让肢体重新动起来。该项目由美国凯斯西储大学,斯托克斯克利夫兰VA医学研究所的功能性电刺激研究中心及其附属大学的医学中心共同主持。相关研究论文已发表于国际医学杂志《柳叶刀》上。

  比尔·科奇瓦尔是一位56岁的高位截瘫患者,8年前在骑自行车时遭遇严重车祸,此后肩部以下均瘫痪,再无法独立生活。然而新研究项目为他带来希望,科学家们通过植入脑机接口系统和肌肉刺激器,帮助比尔重获活动能力。

  研发人员首先在比尔身上植入了两个传感器,用于感应大脑的神经活动。同时还植入了36个功能性电刺激系统的电极,确保上下臂的肌肉能活跃起来。当比尔想象自己的胳膊和手在运动时,计算机会以数组的形式记录大脑信号。此时脑机接口会从大脑中提取他想做什么动作的信息,之后将信息传递给电刺激系统,再由肌肉刺激器刺激肌肉完成动作。

  研究人员介绍,在比尔想象时,电脑屏幕上会出现一个虚拟现实的手臂,控制它的密码就在比尔的脑袋里。经过几个月的调适,他已适应使用整个系统来活动。脉冲会依次通过控制比尔的手、手腕、手臂、肘关节及肩部的肌肉。为了克服重力带来抬高手臂的困难,比尔还得依靠移动支架的支持,当然这也是在他大脑的控制之下。

  为了让已经萎缩8年的肌肉康复,研究人员采用了周期性电刺激模式。45周后,比尔的肌肉力量、运动范围和耐力都有所提高。他本人非常惊讶,称这太神奇了,只要自己想活动右胳膊,就能真的动起来,甚至还能选择方向。如今虽然不能确定触摸的东西有多重,但已经能完成喝水、进食等动作,并且成为世界上第一个能这么做的截瘫患者。

  研究人员表示,比尔使用的脑机接口和神经刺激系统,都有早期成功案例可参考,但暂时植入的功能性电刺激技术此前仅有一人使用的记录。研究团队洞察以上技术组合带来的优势,因此才选择改进系统解码与刺激的模式,确保组合后患者的运动会更加精准。

  也正是由于技术过新,比尔的家人怀疑项目的可行性,但比尔本人坚持参与,理由是总有人要当实验品,如果没人愿意当,那什么事都不会成功。正是因为这份勇气,研究人员完成了项目测试,并能向世界宣布,使用科技重新连接大脑,让瘫痪者重新活动胳膊是可行的。

[责任编辑:白璐]


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