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脑控半机械人:人机相连帮助瘫痪人行走3.6米

发布时间: 2015-9-25 下午3:50

作者: 花开的那一瞬间

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加州大学欧文分校的研究人员周三报告称,通过由大脑控制计算机的技术,将人脑思维转换为肢体运动,他们已成功帮助一名腰部以下瘫痪的男子迈出了第一步。该男子也成为了首名无需机器人帮助实现自主行走的瘫痪病人。这一研究成果已经发表在英国《神经工程学和康复期刊》上。这名瘫痪病人现年28岁,他迈出的第一步也被记录在了一段YouTube视频里。



研究人员开发了一个系统,使大脑信号绕开受伤的脊柱,通过计算机算法直接发送给安装在膝盖的电极中,从而驱动受控的腿部肌肉运动。

在人脑与计算机的互动技术领域,这是一项重要成就。未来,这或许可以帮助中风患者和脊柱受伤的人士恢复一定的行动能力。

研究者之一杜安(An Do,音)博士表示,这一技术距离临床应用还有多年时间。这一技术还需要在其他病人身上进行试验并改进。

研究负责人、生物医学工程师佐兰·内纳迪克(Zoran Nenadic)表示,这一成果证明,在脊柱受损之后,“恢复基于直觉、由大脑控制的行走能力”是可能的。

接受试验的是一名前大学生亚当·弗利茨(Adam Fritz)。他在一次摩托车事故中脊柱受伤。在视频中,他迈出了不大的一步。在加州大学欧文分校的iMove实验室中,弗利茨行走了3.6米的距离。不过在这一过程中,他也获得了工具和他人的辅助,以保持身体直立。

杜安表示,由外界帮助支撑体重是必须的,因为病人的腿脚没有任何感知能力。

这一成果基于加州大学欧文分校此前的一项研究,即将大脑信号传送给机械假肢,实现运动。

在此前其他科研人员的研究中,人脑和计算机的通信被用于帮助病人自主握住一杯咖啡,或是将饮料送至嘴边。

最新的这项研究从5年前开始,当时弗利茨刚刚瘫痪。在几个月时间里,他接受了思维训练,练习思考行走,从而产生驱动腿部移动的必要脑电波。

这些信号随后被脑电波装置获取,并发送给计算机进行处理,从中提取出与腿部运动相关的信息,并转换为驱动腿部肌肉行走的信号。

科研人员和弗利茨最初通过虚拟现实游戏来进行练习。在这一游戏中,弗利茨被训练控制一个行走的虚拟人物。此外,他还接受了物理康复治疗,以增强腿部肌肉力量。

弗利茨随后练习了在悬空状态下在实验室中行走。而在20次练习之后,他最终迈出了第一步。
研究人员希望使脑电波装置小型化,从而植入病人的头骨或大脑中,获取更清楚的神经信息,并将来自脚部的压力情况通过传感器反馈给大脑。
   标签: 半机械人
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