近日，浙江大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次用病人顱內(nèi)植入電極意念控制機(jī)械手，并成功完成高難度的肢體運(yùn)動(dòng)“石頭、剪刀、布”這一猜拳動(dòng)作。這一研究，使得腦機(jī)接口技術(shù)的臨床應(yīng)用向前邁進(jìn)了一大步，已基本達(dá)到世界最高層次。
浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授表示,該研究對(duì)臨床上因中風(fēng)、脊髓及肢體神經(jīng)損傷、肌萎縮側(cè)索硬化(漸凍人)以及其他神經(jīng)肌肉退化等肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙患者，為恢復(fù)病人正常的運(yùn)動(dòng)功能、改善生活質(zhì)量帶來(lái)新的希望和福音。
石頭剪刀布
這回是和機(jī)械手玩
近日，記者獲悉，浙大“腦機(jī)接口”研究團(tuán)隊(duì)的研究人員，成功地在病人顱內(nèi)植入電極，意念控制機(jī)械手，讓它完成了“石頭、剪刀、布”這一猜拳動(dòng)作，這在國(guó)內(nèi)還是第一次。
這意味著，不久的將來(lái)，霍金或許就能用意念跟你玩猜拳，用意念完成寫字、喝水、穿衣這些動(dòng)作，除了“漸凍人”，中風(fēng)癱瘓的患者，也有希望從中獲益。
這項(xiàng)研究，是浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科與浙江大學(xué)求是高等研究院合作完成的。在新聞發(fā)布會(huì)上，研究團(tuán)隊(duì)公布了一段錄像。錄像中，一位姓劉的患者跟機(jī)械手玩起猜拳游戲。
記者看到，起先，這只機(jī)械手只是模仿人的動(dòng)作，小劉出了“剪刀”，機(jī)械手也伸出兩根“手指”；小劉攤開(kāi)手掌，出了“布”，機(jī)械手“遲疑”了一小會(huì)兒，也攤開(kāi)了手掌。讓記者驚奇的是，玩了幾輪之后，這只機(jī)械手居然還“真刀真槍”地跟小劉玩起了猜拳：小劉打出“布”，機(jī)械手“毫不猶豫”地打出“剪刀”；小劉再出剪刀，機(jī)械手馬上握起了拳頭。它好像讀懂了小劉的心思，回回都能贏。
通過(guò)意識(shí)控制機(jī)械
重建運(yùn)動(dòng)機(jī)能
浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授介紹，小劉是一位難治性癲癇患者，在配合這個(gè)研究之后，她將在醫(yī)院接受外科手術(shù)，切除癲癇病灶，徹底治療疾病。這是手術(shù)前的一項(xiàng)準(zhǔn)備，使她能夠得心應(yīng)手地完成這個(gè)意念控制機(jī)械手的游戲。
“上個(gè)禮拜，我們?cè)谒竽X皮層下埋入電極，目的是監(jiān)測(cè)異常腦電，尋找癲癇的病灶?！睆埥淌谡f(shuō)。
而埋進(jìn)去的32個(gè)電極，正好可以觀察“意念控制機(jī)械手”。因?yàn)樾⑼瓿擅恳粋€(gè)細(xì)小的動(dòng)作時(shí)，大腦產(chǎn)生的腦電信號(hào)，都能被精確捕捉到。
浙大求是高等研究院鄭筱祥教授介紹，“意念”操控，其實(shí)就是利用人腦的腦波操控。
據(jù)悉，此前在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，科研人員已經(jīng)在猴子身上成功實(shí)現(xiàn)了意念控制機(jī)械手。
此次首次在人身上實(shí)驗(yàn)，征得了小劉和家屬的知情同意，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。小劉作為志愿者，她成為我國(guó)第一個(gè)用意念跟機(jī)器人玩猜拳的人。
“腦機(jī)接口”項(xiàng)目并非只是為了人與機(jī)械手完成石頭剪刀布的游戲，而是讓它最終能夠幫助癱瘓等病人，通過(guò)意識(shí)控制機(jī)械，重建自己的運(yùn)動(dòng)功能、生活功能。
據(jù)錢江晚報(bào)
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收集充分腦波信號(hào)
再移除電極
記者獲悉，癲癇病病因之一是大腦部分區(qū)域受到損害，發(fā)出異常腦電波。通過(guò)將電極片埋入大腦皮層表面，可以收集患者的異常腦電波，幫助醫(yī)生準(zhǔn)確判斷癲癇灶的發(fā)作部位，進(jìn)而通過(guò)手術(shù)切除病灶達(dá)到治愈的目的。
患者劉某患癲癇多年，上個(gè)月才轉(zhuǎn)入到浙醫(yī)二院進(jìn)行治療。為了明確癲癇病灶部位，醫(yī)生在征得患者同意后，將一塊電極植入劉某顱內(nèi)，以明確癲癇灶部位。在一個(gè)月之內(nèi)，劉某還將再做一次手術(shù)移除腦中的電極。這一方面是因?yàn)橥ㄟ^(guò)與機(jī)械手近一個(gè)月的“石頭，剪刀，布”的互動(dòng)，電極已收集到充分的腦電波信號(hào)，使得對(duì)大腦受損區(qū)域的精確定位成為可能，另一方面也是因?yàn)殡姌O畢竟是異物，目前不可能長(zhǎng)時(shí)間安置于腦內(nèi)。
據(jù)透露，目前此項(xiàng)研究還處于初級(jí)階段，應(yīng)用到相關(guān)臨床領(lǐng)域預(yù)期還要一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間。但該研究至少表明通過(guò)“腦機(jī)接口臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化”技術(shù)治療癲癇是可行路徑。(記者潘茜)
機(jī)械手為何能“讀心”
大家肯定對(duì)物理學(xué)家霍金先生的裝備有印象，不能說(shuō)話不能做手勢(shì)的霍金先生，靠眨眼來(lái)打字。浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授告訴記者，霍金的裝備，主要是靠眼部肌肉的電信號(hào)來(lái)操控；而“意念”控制，就是用大腦釋放的電信號(hào)，來(lái)操控機(jī)器。
所以，第一步就是要捕捉大腦釋放的信號(hào)。
張教授告訴記者，他們用分線器，把監(jiān)測(cè)到小劉的腦電分出一路，連接到腦信號(hào)分析儀上。小劉看到提示，做出拳頭的動(dòng)作時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)捕捉到她的想法，分析頁(yè)面上，馬上會(huì)產(chǎn)生“翻譯”過(guò)的語(yǔ)言，生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各路研究高手，利用獲得的信號(hào)，解碼并且分類這些信號(hào)，最后成功截取她做握拳這個(gè)動(dòng)作時(shí)大腦產(chǎn)生的信號(hào)。
正是這些解碼過(guò)的信號(hào)，控制了沒(méi)有意識(shí)的機(jī)械手，讓它乖乖地跟著小劉，做出同樣的動(dòng)作。（據(jù)錢江晚報(bào)）