|
||||
天津北方網訊:“神工一號”包括無創腦電傳感模塊、想象動作特徵檢測模塊、運動意圖識別模塊、指令編碼接口模塊、刺激信息調理模塊、刺激電流輸出模塊6部分。患者藉助“神工一號”的連接,就可以用“意念”來“控制”自己本來無法行動的肢體
巴西世界盃開幕式上,患有截癱的巴西青年諾平託在腦控機械外骨骼技術的幫助下,爲世界盃開球。這“神奇”的一幕,如今在中國天津再次上演。6月14日,在天津大學和天津市人民醫院共同舉辦的“純意念控制”人工神經康復機器人系統發佈會上,因中風導致偏癱的董阿姨只通過“想”,就能“指揮”自己原本無法動作的肢體“聽話”地完成相應動作,以後甚至能站起來行走、拿東西,直至慢慢康復。這是全球首臺適用於全肢體中風康復的“純意念控制”人工神經康復機器人系統——“神工一號”,這項最新研究成果將讓不少中風、癱瘓人士燃起重新獨立生活的希望。
該技術歷時10年,是國家“863計劃”、“十二五”國家科技支撐計劃和國家優秀青年科學基金重點支持項目,由天津大學與市人民醫院聯合研製,在複合想象動作信息解析與處理、異步腦——機接口訓練與識別、皮層——肌肉活動同步耦合優化、中風後抑鬱腦電非線性特徵提取與篩查等關鍵技術上取得了重大突破,目前已擁有包括23項授權國家發明專利、1項軟件著作權在內的自主知識產權集羣。
該項目主要負責人、天津大學精儀學院教授明東說,“中風偏癱或者截癱的患者是因爲中樞神經(比如腦部)或者周邊神經(比如四肢)受損,神經通路受阻,大腦無法發出正確指令,或者指令無法傳輸到周邊神經,進而無法‘指揮’肢體肌肉收縮,無法正常行動。我們不僅要正確、快速解碼腦部信號,‘重塑’中樞神經,還仿生構築了一條完整的‘人工神經通路’,把人體受損的中樞神經(腦部)和周邊神經(四肢)連通起來”。據介紹,該系統包括無創腦電傳感模塊、想象動作特徵檢測模塊、運動意圖識別模塊、指令編碼接口模塊、刺激信息調理模塊、刺激電流輸出模塊6部分。體驗者需要把裝有電極的腦電探測器戴在頭部,並在患病肢體的肌肉上安裝電極,藉助“神工一號”的連接,就可以用“意念”來“控制”自己本來無法行動的肢體了。
與在世界盃上亮相的腦控機械外骨骼相比,“神工一號”更能夠體現出“純意念”,而且不僅像腦控機械外骨骼那樣可以起到“替代”作用,更有“修復”作用。體驗者的“想象”並非只是單純的控制命令,而是一種腦區激活方式,想象即爲待實施的實際肢體動作,真正實現大腦皮層與肌肉活動的同步耦合,做到身隨意動。僅體驗過三次“神工一號”的董阿姨,腳、腿和大拇指已經可以自主動作了。“這在康復醫學上是重大突破”,天津市人民醫院康復科主任、天津市康復醫學研究所所長杜金剛說。
“將來的‘神工二號’、‘神工三號’會體積更小,便攜可穿戴。它可以輔助病人完成更多複合精細的肢體動作,推廣至包括脊髓損傷在內的更多患者,甚至實現重症癱瘓的意念交流。它對於大腦狀態的探測與分析、肌骨運動健康的維持和訓練等一系列技術新思路還可應用於一些特殊人羣,比如長期在軌的航天員,在我國載人航天計劃中大有用武之地。”明東表示。