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中國腦機接口新突破

癱瘓14年的患者用“意念”喝水

2024年03月04日09:50 | 來源:成都日報
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原標(biāo)題:癱瘓14年的患者用“意念”喝水

失語者能“開口說話”、癱瘓患者可通過“意念”指揮機械……近年來,隨著腦機接口技術(shù)不斷發(fā)展,一些以往只存在于科幻電影中的場景,頻頻出現(xiàn)在我們的視野中。

  近日,清華大學(xué)科研團隊公布了兩個案例,兩位高位截癱患者分別通過無線微創(chuàng)腦機接口實現(xiàn)了意念控制光標(biāo)移動、意念控制手套外骨骼持握,其中一名患者四肢癱瘓14年來,第一次實現(xiàn)了“用手喝水”。

  截癱患者通過意念控制光標(biāo)移動

  35歲的截癱患者小白,在去年12月接受了無線微創(chuàng)腦機接口植入手術(shù),經(jīng)過兩個多月康復(fù)訓(xùn)練,目前他已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)意念控制光標(biāo)移動。醫(yī)生介紹,通過腦機接口,可獲取大腦運動區(qū)的神經(jīng)信號,再通過解碼體現(xiàn)患者的運動意圖,從而實現(xiàn)“意念控制活動”。

  另一名患者是四肢癱瘓長達14年的楊先生。他在去年10月接受了植入手術(shù),這也是我國首例無線微創(chuàng)腦機植入手術(shù)。目前楊先生通過意念控制手套外骨骼,部分恢復(fù)了抓握功能,平均能在十秒內(nèi)把水瓶或者物件拿到指定的位置。

  不光如此,他還能自如地用腦信號來控制機械手,并在癱瘓后第一次拿起水瓶自己喝水。

  楊先生說:“你在想它(拿水瓶)的同時,就能攥上了。老幸福了,對提高生活質(zhì)量有很大幫助?!睏钕壬拮右矊Υ耸煮@喜,她期待隨著科技進步,楊先生可以自主完成更多日?;顒?。

  意念控制動作究竟如何實現(xiàn)?

  專家介紹,在楊先生頭部植入的僅有硬幣大小的裝置集成了腦機接口處理器、無線通信和供電接口以及用來采集腦電波的電極。植入位置位于顱骨外側(cè),只有電極進入顱骨內(nèi),貼在硬腦膜外。此外,這套系統(tǒng)還包括信息采集供電模塊、腦電波解碼翻譯模塊,以及氣動手套外骨骼等。

  病人體內(nèi)外分別有一個線圈,外面的線圈既能夠隔著皮膚供應(yīng)電,也能夠把病人大腦里的腦信號傳輸出來,實現(xiàn)了無線的供電和無線的通信,再用采集到的信號來指揮氣動手套外骨骼。

  專家介紹,腦機接口分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類:

  非侵入式腦機接口通過頭皮采集腦電波,安全性最高,但信號質(zhì)量低,功能有限;侵入式直接將電極植入大腦皮層,可獲得最高質(zhì)量的神經(jīng)信號,但對患者來說創(chuàng)傷大、風(fēng)險高;清華大學(xué)開發(fā)的無線微創(chuàng)腦機接口為半侵入式,將電極植入患者大腦硬膜外,不破壞神經(jīng)組織,可獲得較高信號強度和分辨率,同時降低了免疫反應(yīng)和損傷神經(jīng)細胞的風(fēng)險。

  腦機接口應(yīng)用前景廣泛

  當(dāng)前世界主要國家都將未來視為“腦科學(xué)時代”,我國也在2017年啟動了中國“腦計劃”,其中腦機接口是重要組成部分。

  中國科學(xué)院院士,中國科學(xué)院腦智卓越中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明介紹,目前腦機接口的應(yīng)用主要是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,全球科學(xué)家開展的腦機接口臨床試驗,多數(shù)是針對高位截癱患者的功能恢復(fù)。

  在此次臨床試驗中,除了讀取大腦運動皮層信息之外,聯(lián)合團隊還專門設(shè)計了對大腦感覺信息的記錄通道?!安粌H運動皮層有記錄,它還有一個感覺區(qū)皮層的記錄,可記錄反饋信息?!?/p>

  當(dāng)大腦能夠接收到發(fā)出動作的反饋信息后,動作思維就形成了一個完整的信息回路,將大大提升腦機接口在神經(jīng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的效果。蒲慕明介紹:“比如說癲癇治療,在有效果之后就可以停止刺激,是閉環(huán)的系統(tǒng)?!?/p>

  接下來,團隊的目標(biāo)是通過迭代開發(fā)打造一個通用的微創(chuàng)腦機接口平臺,用于癲癇、認知障礙等更多腦疾病的康復(fù)。據(jù)央視新聞客戶端

(責(zé)編:章華維、高紅霞)

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