用意念控制運動來拯救中風患者? “腦機結(jié)合”技術在呈燎原之勢

用意念來控制工具，這不是聳人聽聞，而是從今年1月CES以來就已經(jīng)走進大眾視野，甚至在學界及科研界呈燎原之勢。
前有MIT可通過意念控制的機器人，后有Facebook的F8大會上令世人驚艷的“意念打字法”及馬斯克研究腦機接口的神秘公司，你就絕不會對這種技術有“它只不過是空想”這種認識。
現(xiàn)在，又有一所美國的大學研發(fā)出了“腦機結(jié)合”技術，對于中風患者有著十分顯著的療效。
一種嶄新的腦機接口——Ipsihand

中風是導致成年人殘疾的主要原因。中國的中風患者超過千萬，患病人數(shù)超過希臘、比利時等國家的總?cè)丝跀?shù)。
“中風”通常會導致身體一側(cè)的癱瘓，使患者幾乎甚至完全無法移動自己的部分身體。
在長達多年的恢復治療中，他們或許可以恢復一些簡單的運動能力，但是想要達到中風之前的狀態(tài)幾乎是不可能的。這種生理上的缺陷給病患的生活帶來了極大的困擾。
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而華盛頓圣路易斯大學教授們開發(fā)的新設備Ipsihand，或許可以幫助中風患者們重新恢復曾經(jīng)的指示和運動能力。華盛頓圣路易斯大學“生物醫(yī)學工程和機械工程與應用科學”神經(jīng)外科教授Eric Leuthardt表示：
“我們已經(jīng)表明，使用未受傷的大腦半球與電腦結(jié)合的技術對于慢性中風患者的恢復有非常積極的效果?！?
研究人員以13位深受中風困擾6個月以上的患者作為實驗對象，讓他們帶上Ipsihand仿生手和帶電極的帽子。

Ipsihand仿生手和帶電極的帽子

研究人員們讓患者用大腦未受傷的部分思考他們是想要打開或者關閉這種仿生手的使用，然后將他們大腦發(fā)出的信號通過帽子傳遞到相連接的計算機上并放大信號，Ipsihand便會遵循他們發(fā)出的指令，對仿生手進行相應的操作。
通過這種操作，中風患者可以有效鍛煉自己未受傷的部分大腦區(qū)域，從而嘗試代替和接管之前由受傷的大腦區(qū)域執(zhí)行的功能。
這項研究的作者，也是Leuthardt實驗室的前研究生David Bundy一直致力于研究大腦如何控制四肢的運動。
一般來說，控制運動的大腦區(qū)域與身體控制的肢體剛好相反，簡單來說，就是左側(cè)大腦控制右側(cè)身體，右側(cè)大腦控制左側(cè)身體運動（這是一種大概表述，不完全精確）。
但在大約十年之前，還在堪薩斯大學醫(yī)學中心的博士后研究員Leuthardt教授和Bundy發(fā)現(xiàn)，一小部分大腦在控制身體同一側(cè)的運動上也發(fā)揮了一定的作用。
比如說，如果你要移動左手，具體的指導運動軌跡的電信號會首先出現(xiàn)在大腦的左側(cè)區(qū)域，然后大腦右側(cè)區(qū)域才會活躍起來。運動意圖也因此被轉(zhuǎn)化為手中肌肉的實際收縮。

大腦控制身體運動

對于很多中風患者而言，大腦的左側(cè)通常是沒有受到損害的，這意味著他們大腦的左側(cè)區(qū)域依然可以產(chǎn)生初始的移動電信號，但是卻無法過渡到右腦，從而無法控制部分運動。Leuthardt認為：
“Ipsihand的想法是，如果我們能將與需要移動的同側(cè)肢體相關聯(lián)的那些運動信號與手的實際動作形成關聯(lián)，那么大腦就會產(chǎn)生新的連接，大腦未受傷的區(qū)域就可以接管受傷區(qū)域所發(fā)揮的用?！?
不僅如此，研究團隊發(fā)現(xiàn)Ipsihand系統(tǒng)控制運動的能力會根據(jù)大腦信號強度的提高而改善。目前，越來越多的研究人員正在提高設備檢測和接收信號的能力，爭取研制出更好的Ipsihand來更好地幫助中風患者的生活。
顯然，從配置來看，這項技術與MIT的那款能夠幫病人通過意念來拿東西的機器人有著異曲同工之處，而且不僅僅華盛頓圣路易斯大學教授們，包括Facebook、Google在內(nèi)，以及很多學校都已經(jīng)開始研究怎樣通過仿生設備及神經(jīng)網(wǎng)絡來改善中風、小兒麻痹甚至高位截癱病人群體的病情。