失語症患者可以“說話”,癱瘓患者可以指揮機械......通過他們的“思想”。近年來,隨著腦機技術的不斷發展,一些曾經只存在於科幻電影中的場景,頻頻出現在我們的視野中。
近日,清華大學科研團隊公布了兩例,兩名高位截癱患者分別通過無線微創腦機介面實現精神控制游標運動,精神控制手套外骨骼握住,其中一名患者四肢癱瘓14年,首次實現“用手喝水”。
截癱患者通過大腦。
控制游標移動和握持。
35歲的截癱患者小白去年12月接受了無線微創腦機介面植入手術,經過兩個多月的訓練,他已經能夠實現精神控制游標運動。 據醫生介紹,通過腦機介面,可以獲取大腦運動區的神經訊號,然後通過解碼來反映患者的運動意圖,從而達到“精神控制活動”。
另一位患者是楊先生,他已經四肢癱瘓了14年。 他於去年10月接受了植入手術,這也是國內首例無線微創腦機植入手術。 目前,楊先生通過意念控制手套外骨骼,並部分恢復了抓握功能,平均10秒即可到達水瓶或物體的指定位置。
不僅如此,他還能夠用大腦訊號控制機械人,癱瘓後第一次拿起水瓶自己喝了起來。
楊先生說,“你可以一邊想一邊拿著它(拿著水瓶)。 年老快樂對提高生活質量有很大幫助。 楊先生的妻子對此也感到驚喜,她期待著科技的進步,讓楊先生能夠獨立完成更多的日常活動。
頭腦控制著行動。
究竟是怎麼回事?
據專家介紹,植入楊先生頭部的硬幣大小的裝置整合了腦機介面處理器、無線通訊和電源介面,以及用於收集腦電波的電極。 植入部位位於顱骨外側,只有電極進入顱骨並附著在硬膜外麻醉上。 此外,該系統還包括資訊採集電源模組、腦電波解碼和轉換模組、氣動手套外骨骼。
患者內外各有線圈,外線圈不僅可以與電分離,還可以在患者大腦中傳輸腦訊號,實現無線供電和無線通訊,然後利用採集到的訊號指揮氣動手套外骨骼。
據專家介紹,腦機介面分為三類:非侵入式、侵入式和半侵入式
非侵入式腦機介面通過頭皮採集腦電波,安全性最高,但訊號質量低,功能有限; 將電極侵入性直接植入大腦皮層可產生最高質量的神經訊號,但對患者具有高度侵入性和風險; 清華大學研發的無線微創腦機介面是半侵入式的,在不損傷神經組織的情況下,將電極植入患者大腦的硬膜外,可以達到高訊號強度和解像度,同時降低免疫應答和神經細胞損傷的風險。 腦機介面具有廣泛的應用。
或者可用於癲癇、認知障礙等。
目前,世界主要國家將未來視為“腦科學時代”,中國也在2017年啟動了中國的“腦計畫”,其中腦機介面是其中的重要組成部分。
中國科學院院士、中科院腦智慧型卓越研究中心學術主任蒲沐明介紹,目前腦機介面的應用主要在醫學領域,全球科學家開展的腦機介面臨床試驗大多是為了高度截癱患者的功能恢復。
在這項臨床試驗中,除了從大腦的運動皮層讀取資訊外,聯合團隊還專門設計了乙個通道來記錄大腦中的感覺資訊。 “運動皮層不僅有記錄,還有記錄反饋的感覺皮層的記錄。 ”
當大腦能夠接收到動作的反饋資訊時,動作思維就會形成乙個完整的資訊迴圈,這將大大提高腦機介面在神經醫學領域的應用效果。 蒲沐明介紹:“比如癲癇**,刺激有效果後就可以停止,是乙個閉環系統。 ”
接下來,該團隊的目標是通過迭代開發,為癲癇和認知障礙等更多腦部疾病建立乙個通用的微創腦機介面平台。
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