酷炫!这套可以用意念控制的“钢铁侠”套装,也许能让瘫痪病人恢复行走功能

 

已经瘫痪13年的患者,也能恢复肢体知觉?...







借助高新科技,人类上曾抵达月球,下则入过马里亚纳海沟。但这些无法掩盖人体本身的脆弱。我们的四肢与大脑仅靠一条脊髓连接。如果这条道路出现了“塌方”,人就会失去对远端肢体的知觉和控制,出现瘫痪。

不幸的是,许多人正处于这样的痛苦中。体操运动员桑兰,男排运动员汤淼,就是这些不幸者中的名字。我们的医学已经消灭了天花,能进行心脏移植,甚至可将癌症控制为慢性疾病,我们又是否有方法,将这条中断的道路重新疏通,恢复瘫痪病人的知觉与运动能力呢?

上周,发表在《ScientificReports》上的一项研究让我们看到了希望。杜克大学的Miguel Nicolelis教授与他的团队开发了一套用意念控制的外骨骼系统,让4名瘫痪患者的腿部恢复了部分知觉,尽管这些知觉还相当微弱。

“在使用这套系统的6个月后,我们发现患者们的神经功能得到了改善。” Nicolelis教授说。

这套听上去如此科幻的意念控制系统,究竟是怎么让患者感受到肢体的呢?我们来一探究竟:

根据研究人员的设计,这套系统利用了“大脑-机器交互界面”。它的原理听起来很简单——大脑发出的信号能被机器解读,并转换成电子信号,转而操作机器。



这并不是这项技术在瘫痪患者身上的首次应用。之前,其他地区的医生们曾通过这个交互界面,让一名瘫痪患者用意念控制机械手,并顺利玩上了“吉他英雄”这款游戏。这无疑展现了它的潜力。然而这次,研究人员们面对的是一个巨大的挑战——意念要操控的不仅仅是一条手臂,而是能将人体包裹在内的外骨骼。

先前,研究团队用了几年的时间,开发了这套外骨骼的雏形。在长达18个月的测试中,一名巴西瘫痪患者逐渐掌握了用意念操控外骨骼的技术,并在2014年巴西世界杯的开幕式上开球,留下了一段佳话。

有了成功的案例,研究人员对这个系统的信心更足了。在接下来的时间里,他们继续优化这套装置,并让它变得精简和轻便。



将系统升级之后,研究人员们招募了8名在3-13年前受伤的瘫痪患者,并测试这套系统能为他们带来怎样的变化。一开始,患者们盯着屏幕上的虚拟人物想象行走的过程。连接他们大脑的电极能够记录他们的思维,并将“走路”这个命令的脑电波传给电脑。之后,他们穿上了盔甲一般的外骨骼,并学习如何操控它,进行行走。

研究人员对患者们掌握这套系统的效率感到很满意。更重要的是,研究人员们发现,一些患者竟然恢复了一些下体的知觉。尽管他们还无法感受到温度的变化,但他们已经能有意识地控制部分肌肉收缩。此外,一些患者恢复了自主大小便的能力。这对改善他们的生活质量简直是重磅利好。



Nicolelis教授与他的团队们相信,这是外骨骼给患者们带来的直接或间接变化。这或许意味着患者的受损神经在刺激之下,出现了新生;又或许意味着大脑可以“绕路”,建立新的神经连接,控制肌肉。不管怎样,这些消息令人振奋,而具体机理则有待未来的研究。

这又一次让人想起了科幻作品里的“赛博格”题材。通过将机械与人体结合,人类或许能完美地弥补肉体上的不足,迸发出无限的潜能。而到了那个时候,因伤病而出现瘫痪的病人们,也或许能重新恢复直立行走的能力。

参考资料:

[1] With brain training and an exoskeleton,paraplegics seem to regain some feeling in their legs

[2] Mind-controlled exoskeleton kicks off World Cup



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