行業(yè)新聞 2024.03.05
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移動和持握
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，經過兩個多月康復訓練，目前他已經能夠實現(xiàn)意念控制光標移動。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，這也是我國首例無線微創(chuàng)腦機植入手術。目前楊先生通過意念控制手套外骨骼，部分恢復了抓握功能，平均能在十秒內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，對提高生活質量有很大幫助。”楊先生妻子也對此十分驚喜，她期待隨著科技進步，楊先生可以自主完成更多日?；顒印?/span>
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，只有電極進入顱骨內，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。
病人體內外分別有一個線圈，外面的線圈既能夠隔著皮膚供應電，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，可獲得最高質量的神經信號，但對患者來說創(chuàng)傷大、風險高；
清華大學開發(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，不破壞神經組織，可獲得較高信號強度和分辨率，同時降低了免疫反應和損傷神經細胞的風險。
腦機接口應用前景廣泛或可用于治療癲癇、認知障礙等
當前世界主要國家都將未來視為“腦科學時代”，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。
中國科學院院士，中國科學院腦智卓越中心學術主任蒲慕明介紹，目前腦機接口的應用主要是在醫(yī)學領域，全球科學家開展的腦機接口臨床試驗，多數是針對高位截癱患者的功能恢復。
在此次臨床試驗中，除了讀取大腦運動皮層信息之外，聯(lián)合團隊還專門設計了對大腦感覺信息的記錄通道。“不僅運動皮層有記錄，它還有一個感覺區(qū)皮層的記錄，可記錄反饋信息。”
當大腦能夠接收到發(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醫(yī)學領域應用的效果。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)。”
接下來，團隊的目標是通過迭代開發(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。
來源 | 央視新聞客戶端
