高位截瘫大伯用“意念”吃油条

2020-04-17 11:44
文萃报·周二版 2020年7期
关键词:脑机机械手浙大

抓、握、移,这些对常人来说再简单不过的动作,在高位截瘫的张大伯身上,却是不可能完成的任务。但现在,他能通过“意念”控制外部机械臂及机械手就能实现。

72岁的张大伯,两年前因车祸导致颈髓重度损伤,高位截瘫。张大伯大脑功能尚健全,意识清楚,但四肢无法活动,这给他的生活带去了无尽的痛苦。

半年前,张大伯的家人了解到,浙江大学脑机接口团队在利用植入式脑机接口技术,帮助患者重建运动功能方面卓有成效,便主动联系张建民教授团队。8月底,顺利完成手术后,张大伯开始了用意念与机械臂“对话”的生活。

采访当天,浙大二院16楼功能神经外科一间病房内,张大伯午休结束,一天的训练由此开始。工作人员把放着油条的杯子放在机械手旁,张大伯用“意念”让机械手对准位置,张开手指,握住杯子,一步步往回挪。过程中,张大伯得使劲想着“往右”或“往左”,调整机械臂的方向,经过近半分钟努力,机械手终于把杯子挪到他嘴边,吃到了油条。“训练历时半年,其中艰辛只有当事人知道。”浙大二院神经外科主任张建民说,对张大伯来说,这相当于重新经历了一遍从婴儿学爬,到站立,到蹒跚走路的过程。

这种植入式脑机接口技术在国际上已有尝试,但患者均为中青年人,他们在体力、注意力、情绪配合等方面相对更稳健。而针对老年患者的尝试,国际上尚无先例可循。

首先,要在尽量减少损伤的情况下精準植入电极。大脑皮层神经元分六层,实验需要将电极植入到第五层的位置。难就难在,电极植入的位置太浅达不到效果,太深又会损伤其他神经。以往类似手术都是传统的人工植入,但精确程度不是很理想。张建民利用手术机器人,准确将两个微电极阵列送入既定位置,误差控制在0.5毫米以内。

植入只是第一步,如何把收集的神经信号,准确地转化成机械臂的动作指令?“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与机械手。”浙大求是高等研究院教授王跃明说。

当然,要达到“人机合一”非常困难。团队采用循序渐进的训练方法,耗时4个多月,如今,经过系统训练的张大伯,不仅可以握手,还能拿饮料、吃油条、玩麻将。

(据中新社讯)

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