作者| 谭菲君

编辑| 傅博

用意念来控制工具,这不是耸人听闻,而是从今年1月CES以来就已经走进大众视野,甚至在学界及科研界呈燎原之势。

前有MIT可通过意念控制的机器人,后有Facebook的F8大会上令世人惊艳的“意念打字法”及马斯克研究脑机接口的神秘公司,你就绝不会对这种技术有“它只不过是空想”这种认识。

现在,又有一所美国的大学研发出了“脑机结合”技术,对于中风患者有着十分显著的疗效。

一种崭新的脑机接口——Ipsihand

中风是导致成年人残疾的主要原因。中国的中风患者超过千万,患病人数超过希腊、比利时等国家的总人口数。

“中风”通常会导致身体一侧的瘫痪,使患者几乎甚至完全无法移动自己的部分身体。

在长达多年的恢复治疗中,他们或许可以恢复一些简单的运动能力,但是想要达到中风之前的状态几乎是不可能的。这种生理上的缺陷给病患的生活带来了极大的困扰。

而华盛顿圣路易斯大学教授们开发的新设备Ipsihand,或许可以帮助中风患者们重新恢复曾经的指示和运动能力。华盛顿圣路易斯大学“生物医学工程和机械工程与应用科学”神经外科教授Eric Leuthardt表示:

“我们已经表明,使用未受伤的大脑半球与电脑结合的技术对于慢性中风患者的恢复有非常积极的效果。” 

研究人员以13位深受中风困扰6个月以上的患者作为实验对象,让他们带上Ipsihand仿生手和带电极的帽子(这个有点类似于MIT的那个装置,具体请点击另一篇文章)。

Ipsihand仿生手和带电极的帽子

研究人员们让患者用大脑未受伤的部分思考他们是想要打开或者关闭这种仿生手的使用,然后将他们大脑发出的信号通过帽子传递到相连接的计算机上并放大信号,Ipsihand便会遵循他们发出的指令,对仿生手进行相应的操作。

通过这种操作,中风患者可以有效锻炼自己未受伤的部分大脑区域,从而尝试代替和接管之前由受伤的大脑区域执行的功能。

这项研究的第一作者,也是Leuthardt实验室的前研究生David Bundy一直致力于研究大脑如何控制四肢的运动。

一般来说,控制运动的大脑区域与身体控制的肢体刚好相反,简单来说,就是左侧大脑控制右侧身体,右侧大脑控制左侧身体运动(这是一种大概表述,不完全精确)。

但在大约十年之前,还在堪萨斯大学医学中心的博士后研究员Leuthardt教授和Bundy发现,一小部分大脑在控制身体同一侧的运动上也发挥了一定的作用。

比如说,如果你要移动左手,具体的指导运动轨迹的电信号会首先出现在大脑的左侧区域,然后大脑右侧区域才会活跃起来。运动意图也因此被转化为手中肌肉的实际收缩。

大脑控制身体运动

对于很多中风患者而言,大脑的左侧通常是没有受到损害的,这意味着他们大脑的左侧区域依然可以产生初始的移动电信号,但是却无法过渡到右脑,从而无法控制部分运动。Leuthardt认为:

“Ipsihand的想法是,如果我们能将与需要移动的同侧肢体相关联的那些运动信号与手的实际动作形成关联,那么大脑就会产生新的连接,大脑未受伤的区域就可以接管受伤区域所发挥的用。”

不仅如此,研究团队发现Ipsihand系统控制运动的能力会根据大脑信号强度的提高而改善。目前,越来越多的研究人员正在提高设备检测和接收信号的能力,争取研制出更好的Ipsihand来更好地帮助中风患者的生活。

显然,从配置来看,这项技术与MIT的那款能够帮病人通过意念来拿东西的机器人有着异曲同工之处,而且不仅仅华盛顿圣路易斯大学教授们,包括Facebook、Google在内,以及很多学校都已经开始研究怎样通过仿生设备及神经网络来改善中风、小儿麻痹甚至高位截瘫病人群体的病情。

这一趋势正是我们所喜闻乐见的:机器+人类,才是未来的正解。

用意念控制运动来拯救中风患者? “脑机结合”技术在呈燎原之势 |潮科技

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