热门搜索: 时尚 生活 消费

科技的力量:72岁高位截瘫老人用意念喝上可乐

2020-01-16 16:09:31 来源:浙江二院 责任编辑:小周

72岁高位截瘫老人用意念喝上可乐

72岁的老张两年前遭遇车祸,四肢完全瘫痪。@浙大二院 神经外科的病房里,作为中国第一位在大脑中植入脑机接口电极的患者,老张通过“意念”控制机械手臂,喝上了一杯无糖可乐!

 

在2012年动物实验、2014年人脑初步实验的基础上,日前,浙大二院张建民教授团队与浙江大学求是高等研究院郑筱祥教授、王跃明教授团队在“植入式脑机接口临床转化应用研究”上取得了重要的阶段性成果。

在科幻电影里,人类对脑机接口赋予了丰富的想象和极大的期待。通过意念控制阿凡达,让原本双腿瘫痪的自己,在另一个世界里实现自由奔跑;穿上身心合一的盔甲,变身超级英雄“钢铁侠”,在天地间纵横飞跃、拯救世界……而今,从浙大二院神经外科病房内发生的这一幕,我们鲜明感受到,阿凡达、钢铁侠的梦想已越来越近。

张先生,是一位72岁高龄的退休教师、某中学校长。本应在退休后安享晚年的他,却在两年前因一场意外车祸,导致颈髓重度损伤,成了一名高位截瘫患者。

国内首例:苦训4个多月,72岁高位截瘫患者“动”了起来,用意念吃到油条、打麻将

2019年8月,在做好充分准备后,研究方案经医院伦理委员会批准,并征得张先生和家属的知情同意及签字后正式启动。8月底精准定位下顺利完成了国内首例开颅,将Utah阵列电极植入到控制右侧上肢运动的运动神经皮层的手术。由此,张先生开始了用意念与机械臂“对话”的生活。

每天,张先生结束午休后,就会开始一天的训练。从开始的电脑屏幕上操控鼠标运动到后期控制机械臂三维运动。花样不断翻新,难度不断增加,效果不断提高。我们在近期的训练中看到,工作人员把一个盛着油条的杯子,放在机械手的旁边,张先生用“意念”让机械手对准位置,张开手指,握住杯子,一步一步往嘴边挪。挪的过程不算顺畅,有时往左偏一点,有时往右偏一点,张先生得“使劲”想着“往右”或“往左”,调整机械臂的方向。经过近半分钟的努力,机械手终于把杯子挪到嘴边,张先生吃到了油条。

抓、握、移,这些对常人来说再简单不过的动作,背后却是信号发送、传输和解码等一系列复杂的过程。因此,这种“转念”对像张先生这样脊髓神经损伤、运动功能丧失的残障人士而言,如果没有“脑机接口”,是不可能完成的任务。

目前,全球尚无统一标准化的信号采集、解码等分析手段。一开始,团队采用国外的几套线性算法,但效果都不太好。后来,团队引入非线性、神经网络算法,设计了一套针对这位高龄患者的个性化解决方案。

“相对于中青年患者,老年患者的脑电信号质量与稳定性都要差些,我们设计的非线性解码器,更能‘读懂’老年人的心思,帮助患者更好地学习操控机械臂、机械手。”张建民说。

团队采用循序渐进的训练方法,先让张先生在电脑屏幕上操控鼠标来跟踪、点击二维运动及三维虚拟现实运动中的球,再练习指挥机械臂完成上下左右等9个方向的动作,最后才是模拟握手、饮水、进食等动作。训练耗费4个多月,才有了现在这样令人激动的成果。

张先生也因此成为目前全球范围内,成功利用植入式脑机接口技术,实现肢体运动功能重建的最高龄患者。

未来已来:脑机接口的临床应用希望无限

尽管此类植入在国际上都处于试验阶段,效果也是非永久性的,但对张先生而言,脑机接口已改变他的生活,更让这类人群看到了提高生活质量的希望。

而今,张先生通过脑机接口,饿了就能吃,渴了就能喝,能够自己“做”一些事情了。工作人员得知张先生喜欢打麻将,还特地设计一套程序,让他能通过控制鼠标,玩电脑麻将游戏。“刚进病房的时候,张先生心情很低落。我们跟他说话,他都不怎么吭声。现在,他开心多了。”护士长说。

今日推荐
返回泰州城市网首页
猜你喜欢