用“意念”揮動(dòng)機(jī)械雙臂，醫(yī)療康復(fù)是腦機(jī)接口技術(shù)最主要的方面

不論是馬斯克“腦機(jī)接口”（BCI）技術(shù)的重大突破，包括其設(shè)備獲得FDA“突破性設(shè)備計(jì)劃”許可的消息，還是全球范圍內(nèi)以Neuralink、Mind Maze、Neuro Pace、BrainCo等為代表的腦機(jī)接口公司的頻現(xiàn)，都昭示著曾經(jīng)被視為科幻的腦機(jī)接口如今已照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的事實(shí)。

腦機(jī)接口的熱議似乎也走向了賽博朋克里關(guān)于“人機(jī)”的預(yù)言，即所謂的“自由個(gè)人”終將成為一個(gè)虛構(gòu)的故事，轉(zhuǎn)而變?yōu)樯?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/2562/" target="_blank">算法的組合，并逐漸走向醫(yī)學(xué)的使命。

醫(yī)療康復(fù)是腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用最主要的方面。腦機(jī)接口可通過(guò)與環(huán)境的交互實(shí)現(xiàn)重癥癱瘓患者多種功能的替代，也可促進(jìn)大腦重塑以恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能，減輕殘疾程度以改善患者生活質(zhì)量。

比如，重度運(yùn)動(dòng)障礙患者可以在腦機(jī)接口技術(shù)幫助下，借助意念控制機(jī)械臂操作完成一些復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，包括肌萎縮性（脊髓）側(cè)索硬化、脊髓損傷及其他殘疾患者，利用腦機(jī)接口機(jī)械假肢或腦機(jī)接口電動(dòng)輪椅等以補(bǔ)償部分功能。而運(yùn)動(dòng)功能喪失患者則有望借助腦機(jī)接口技術(shù)利用自身腦電圖操控輪椅或機(jī)器人，以輔助一些基本運(yùn)動(dòng)功能。

2006年，布朗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)完成首個(gè)大腦運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口設(shè)備植入手術(shù)，能夠用來(lái)控制鼠標(biāo)。2012年，腦機(jī)接口設(shè)備已能夠勝任更復(fù)雜和廣泛的操作，得以讓癱瘓病人對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行操控，自己喝水、吃飯、打字與人交流。

2014年巴西世界杯開幕式，高位截癱青年Juliano Pinto在腦機(jī)接口與人工外骨骼技術(shù)的幫助下開出一球；2016年，Nathan Copeland用意念控制機(jī)械手臂和美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬握手。

上個(gè)月，癱瘓 30 多年的羅伯特·布茲·克米勒維斯基（Robert Buz Chmielewski）再一次，展示了如何通過(guò)大腦，控制兩支機(jī)械手臂拿起餐具給自己喂食的全過(guò)程。

Chmielewski 作為 C6 脊髓損傷的患者，他的大腦健康，脖子以下神經(jīng)完好無(wú)損，但肩膀以下均為癱瘓狀態(tài)，僅剩肩膀和手腕的一些殘余功能。2019 年 1 月，Chmielewski 作為約翰斯·霍普金斯大學(xué)一項(xiàng)腦機(jī)接口研究的參與者，通過(guò)一次長(zhǎng)達(dá) 10 小時(shí)的手術(shù)，將六個(gè)微電極陣列（MEA）植入大腦兩側(cè)。隨后，研究者一直試圖通過(guò)不斷的改善和訓(xùn)練，讓他獲得同時(shí)控制兩個(gè)假肢的能力。

本次試驗(yàn)中，研究人員就將六個(gè)微電極陣列（MEA）分別植入到參與者的大腦兩個(gè)半球中，其中一半在運(yùn)動(dòng)皮層中，另一半在感覺皮層中。

在實(shí)驗(yàn)中，研究小組植入的 MEA 允許計(jì)算機(jī)讀取來(lái)自參與者運(yùn)動(dòng)皮層的信號(hào)，這些信號(hào)傳達(dá)了運(yùn)動(dòng)意圖。緊接著，計(jì)算機(jī)解碼這些信號(hào)并將其發(fā)送到機(jī)械臂，從而使參與者可以像他真實(shí)的手臂一樣，控制其運(yùn)動(dòng)。

此外，研究小組通過(guò)多電極陣列讀取大腦信號(hào)的方法，有助于開發(fā)一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，該算法可解碼用戶的意圖，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟ǖ纳窠?jīng)信號(hào)模式，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換以指導(dǎo)手臂運(yùn)動(dòng)。

終于，Chmielewski得以通過(guò)自己的大腦信號(hào)使用刀叉切割食物，隨后命令機(jī)械手臂將食物帶到嘴邊幾英寸處，最后吃掉食物。

可以說(shuō)，這是受疾病或傷害影響的患者將向恢復(fù)自控能力邁出了一大步，第一次，人類可以用雙側(cè)大腦植入物使截癱患者控制兩條機(jī)械手臂，并產(chǎn)生了兩手觸摸的感覺。

責(zé)任編輯：PSY