浙大用意念控制机械手, 渐冻人有望完成“石头、剪刀、布”

 

       在病人颅内植入电极，通过意念控制机械手，完成高难度的肢体运动“石头、剪刀、布”——8月25日，浙江大学医学院附属二院神经外科与浙江大学求是高等研究院合作的“脑机接口临床转化应用课题组”，成功实现了国内首例意念控制机械手案例。

        澎湃新闻（www.thepaper.cn）了解到，这一我国脑机接口在运动功能重建中的应用研究所取得的重要进展，给临床上因肌萎缩侧索硬化（渐冻人）、中风、脊髓及肢体神经损伤、及其他神经肌肉退化等肢体运动功能障碍患者，实施运动功能重建带来了希望。

机械手与真手可同步出拳

        在科幻电影《阿凡达》中，下身瘫痪的前海军战士杰克躺在密封舱中，通过头上戴着的复杂设备，利用意念操控阿凡达。如今，用意念操控机械不再是空想，“神奇”的一幕在浙医二院神经外科病房出现。

        在浙医二院住院的刘某是1名复杂性难治性癫痫患者，药物难以控制，病情有加重趋势，常规检查无法确认癫痫发作的起源。医生需要在刘某颅内埋藏电极来进一步分析皮层脑电，明确癫痫灶部位。术前经医院伦理委员会批准，并经患者及家属知情同意，在不影响病人监测的情况下，医生决定用分线器将监测的脑电分出一路，连接到脑电信号分析仪。上周，刘某进行手术，其中1块电极被覆盖在大脑表面的运动感觉区。在检测脑电活动的同时，连接到脑电信号分析仪的信号经解码处理后被输入到机械手，从而控制机械手指活动。

        医生监测发现，患者在观察屏幕“石头，剪刀，布”示意图的同时，一边用手指完成与屏幕同样的动作，机械手随之同步进行上述活动，吻合的准确度达到约80%。进一步监测可以看到，当患者出拳后，机械手可根据脑电信号做出与之相克的猜拳手势，如患者出石头，机械手出布。

未来方向：实现运动功能重建

        浙医二院神经外科张建民主任向澎湃新闻介绍，意念是指人脑产生做某种动作的神经电信号，并借助大脑神经网络的传输，指导肌肉完成相应的动作，“脑机接口简单说就是大脑与外部设备之间建立的神经信息交流与控制通道，从而可实现大脑与外部设备的直接交互，完成大脑对外部设备的控制。”

        脑机接口的研究目的，就是在一定程度上解决人类因自身活动受限（如瘫痪、肌肉萎缩、截肢等）而无法完成一些日常基本动作所带来的困扰。

        “本项猜拳实验目前基本达到了脑机接口技术的最高层次，但并非最顶峰，就全球范围内脑机接口技术这一领域，还有一定的上升空间。”张建民表示，这项技术未来前行的一个必然方向是：将电极完全安置于患者脑内，并实现患者运动功能的重建，一旦实现，患者在运动控制及运动功能重建方面将获益良多，“但这项技术本身是有创性操作，就目前而言，手术本身存在相关风险，且目前这种皮层电极片无法长时间安置于脑内的，最长1个月内必须再次手术去除皮层电极片。当然，随着这项技术的不断发展，及新型材料的加入，脑机接口技术有望实现终身植入式电极端口。”