2021年10月28日
大家好 ，我是米格爾·尼科萊利斯，美國(guó)杜克大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)、神經(jīng)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程教授。今天我將為大家介紹腦機(jī)接口和這一技術(shù)從基礎(chǔ)科學(xué)到應(yīng)用于神經(jīng)康復(fù)的研究歷程。
首先，我要感謝2020騰訊科學(xué)WE大會(huì)的盛情邀請(qǐng)，我很高興也很榮幸能參加此次大會(huì)，感謝騰訊的邀請(qǐng)。正如我剛才說(shuō)的，今天我要講一講過(guò)去20多年腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展。1998年 我和John Chapin開(kāi)始著手研究一種新的技術(shù)，我們稱(chēng)之為腦機(jī)接口。
那什么是腦機(jī)接口呢，大家現(xiàn)在看到的是我們最初發(fā)布的用來(lái)闡釋這一想法的圖解，我們希望將活體動(dòng)物或人類(lèi)的大腦與設(shè)備直接連接。比如電子的、機(jī)械的甚至是虛擬的人造設(shè)備。它們無(wú)需放在連接對(duì)象的近旁，我們可以把它們放在另一個(gè)房間，另一個(gè)國(guó)家 ，甚至地球另一端。
我和約翰的想法是，實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)對(duì)象準(zhǔn)備移動(dòng)身體時(shí)大腦發(fā)出的電信號(hào)，但我們并不觀察實(shí)驗(yàn)對(duì)象的身體活動(dòng)，而是記錄相應(yīng)的大腦活動(dòng)。然后在不到1/3秒的時(shí)間里，將其轉(zhuǎn)化為能夠發(fā)送至人造執(zhí)行裝置的數(shù)字指令。
我剛才提到過(guò) ，該裝置可能就在連接對(duì)象旁邊 ，也可能離他很遠(yuǎn)。連接對(duì)象直接通過(guò)大腦控制裝置 ，無(wú)需身體參與。（這個(gè)裝置）將包含運(yùn)動(dòng)想象的腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為能夠控制人工裝置的電子指令，整個(gè)過(guò)程必須在300毫秒以?xún)?nèi)完成，因?yàn)檫@正是從運(yùn)動(dòng)想象產(chǎn)生到身體執(zhí)行的時(shí)間。
接下來(lái)我要給大家展示，腦機(jī)接口概念是如何進(jìn)化的？我們最初的實(shí)驗(yàn)是在猴子身上進(jìn)行的，之后逐步實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)實(shí)驗(yàn)。這就是第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，一只恒河猴學(xué)會(huì)了如何控制這個(gè)最初版本的腦機(jī)接口，該設(shè)備能控制顯示屏上電腦光標(biāo)的移動(dòng)，讓這只猴子和我們一樣玩電子游戲。這個(gè)游戲的規(guī)則是，讓光標(biāo)穿過(guò)顯示屏上隨機(jī)出現(xiàn)的一個(gè)球體，由猴子通過(guò)操縱桿來(lái)完成。
每一次光標(biāo)成功穿過(guò)目標(biāo)，猴子就能得到一滴喜愛(ài)的橙汁作為獎(jiǎng)勵(lì)。但它不知道的是，每次正確完成操作，我們就會(huì)記錄下它大腦中100個(gè)神經(jīng)元的活，然后把這些腦電信號(hào)發(fā)送給一組計(jì)算機(jī)。由它們來(lái)提取其中的運(yùn)動(dòng)指令 ，將其嵌入、然后轉(zhuǎn)化為機(jī)械手臂可以理解的電子指令。
為什么要這樣設(shè)計(jì)？我們的想法是：當(dāng)猴子能夠非常熟練地通過(guò)操縱桿玩游戲的時(shí)候，我們就拿走操縱桿，打開(kāi)腦機(jī)接口，觀察猴子能否讓機(jī)械手臂控制光標(biāo)穿過(guò)目標(biāo)。而且僅靠想象來(lái)完成這一過(guò)程 ，不涉及任何身體動(dòng)作。正如大家所見(jiàn)，猴子做到了。這就是實(shí)驗(yàn)的上半部分，我們將大腦從身體的束縛中解放出來(lái)，使之能夠直接與外部世界互動(dòng)。
猴子一開(kāi)始用操縱桿玩游戲，這個(gè)操縱桿慣性非常低 ，精準(zhǔn)度很高，能夠準(zhǔn)確地將光標(biāo)移入目標(biāo)中。每一次操作完成，猴子都會(huì)得到一滴它喜歡的橙汁。猴子對(duì)游戲越來(lái)越熟練，每天玩一個(gè)小時(shí) ，準(zhǔn)確率能達(dá)到99%以上。于是我們意識(shí)到，是時(shí)候首次測(cè)試一下，通過(guò)腦機(jī)接口進(jìn)行實(shí)時(shí)操作這個(gè)想法了。
于是我們拿走了操縱桿，讓猴子自然地坐在椅子上。我們問(wèn)自己：猴子能不能弄明白 它只需要?jiǎng)幽X想象，就可以讓機(jī)械手臂控制光標(biāo)，然后和之前一樣得到果汁呢？來(lái)看它的操作，它做到了。猴子的身體沒(méi)動(dòng)，手臂也沒(méi)動(dòng)，只是想象著把光標(biāo)移到目標(biāo)內(nèi)。與此同時(shí)，我們的電腦記錄下猴子大腦發(fā)出的電信號(hào)，提取其中能夠控制真實(shí)手臂活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)指令，轉(zhuǎn)變其路徑，使之控制機(jī)械手臂來(lái)完成游戲。
正如大家所見(jiàn)，逐漸地，猴子能越來(lái)越熟練地，用大腦控制機(jī)械手臂完成游戲，無(wú)需任何身體動(dòng)作。這只是腦機(jī)接口發(fā)展之初的情況，在過(guò)去20多年里，我們制造出了很多不同種類(lèi)的腦機(jī)接口。比如同時(shí)控制兩只機(jī)械手臂的，還有控制腿部的，但接下來(lái)我要說(shuō)的是其中最復(fù)雜的一種，我們稱(chēng)之為“腦-機(jī)-腦接口”。
下面給大家展示的，都是由大腦直接與虛擬設(shè)備互動(dòng)完成的。這里不涉及任何機(jī)械設(shè)備，有的只是一個(gè)猴子已經(jīng)將其認(rèn)作自己身體一部分的虛擬設(shè)備，我們把這個(gè)實(shí)驗(yàn)稱(chēng)為觸覺(jué)識(shí)別。猴子需要做的是，想象如何將虛擬手臂移至屏幕顯示的物體上。
這些物體都具有無(wú)法通過(guò)視覺(jué)識(shí)別的虛擬質(zhì)感，猴子需要識(shí)別出這些質(zhì)感才能得到橙汁。它需要選出觸覺(jué)振動(dòng)頻率最高的物體，也就是摸起來(lái)類(lèi)似于砂紙一類(lèi)的粗糙物體，但不能用自己的手，而是要通過(guò)想象來(lái)控制一只虛擬手臂完成。
隨著虛擬手臂在物體表面劃過(guò)和虛擬質(zhì)感相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，回傳到猴子大腦中一個(gè)叫做觸覺(jué)皮層的區(qū)域。該區(qū)域的作用是處理觸覺(jué)信息，使我們能夠識(shí)別出所觸摸的物體。接下來(lái)大家會(huì)看到，猴子能夠通過(guò)腦機(jī)接口移動(dòng)虛擬手臂，然后通過(guò)另一輪控制使這一過(guò)程形成封閉回路，把觸覺(jué)信息從虛擬世界中傳回大腦。然后做出選擇，選出兩個(gè)物體中觸覺(jué)振動(dòng)頻率較高的那個(gè)。
來(lái)看一下，大家聽(tīng)到的是腦細(xì)胞的聲音。觀察一下這兩個(gè)觸覺(jué)振動(dòng)頻率不同的物體，你會(huì)發(fā)現(xiàn) ，聲音的大小和振動(dòng)頻率的高低是相對(duì)應(yīng)的。猴子控制著一個(gè)虛擬手指，觸摸這兩個(gè)物體 ，然后做出選擇以獲得果汁。
手指劃過(guò)物體，猴子看到的就只是這樣的圖像，但它需要選擇哪個(gè)觸感振動(dòng)頻率更高， 也就是這個(gè)。所以它會(huì)把手指停留在那個(gè)物體上，這樣就能得到一滴橙汁。注意：每個(gè)任務(wù)中兩個(gè)物體的頻率比是不同的，所以難度相當(dāng)高，但是猴子做到了，就像用自己的手指完成的一樣好。
觀察到這一點(diǎn)后，我們意識(shí)到，距離在人類(lèi)身上運(yùn)用這一技術(shù)已經(jīng)不遠(yuǎn)了，但我們還需要再做一個(gè)決定性的實(shí)驗(yàn)。我們需要證明，動(dòng)物能夠?qū)W會(huì)使用搭載了無(wú)線傳輸技術(shù)的腦機(jī)接口來(lái)控制一輛自動(dòng)駕駛設(shè)備，載著某一對(duì)象從房間里的某一隨機(jī)位置出發(fā)，到達(dá)目標(biāo)位置。取走我們放在那里的，比如說(shuō)葡萄，而整個(gè)的過(guò)程全部通過(guò)思考完成。
想象一下，這不是腿或者胳膊 ，這是一個(gè)電動(dòng)輪椅，是電力驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)設(shè)備，和猴子自己的身體毫無(wú)關(guān)系。所以在這個(gè)任務(wù)里 ，猴子需要做的不僅僅是思考如何移動(dòng)，還要學(xué)會(huì)和自己以前從未見(jiàn)過(guò)的電動(dòng)機(jī)械互動(dòng)。
在接下來(lái)這個(gè)視頻里，我們首先會(huì)看到安裝在實(shí)驗(yàn)室天花板上的攝像頭拍攝的畫(huà)面，顯示猴子如何控制電動(dòng)輪椅，在我們事先設(shè)定好的不同位置間穿梭。他會(huì)從某一個(gè)白色圓圈處出發(fā)，通過(guò)想象控制輪椅移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)，拿到葡萄。
一開(kāi)始 ，從上面看，猴子用大腦控制自動(dòng)駕駛設(shè)備的移動(dòng)。然后我們把猴子放到一個(gè)新的地點(diǎn)，它又設(shè)計(jì)了一個(gè)新路徑 ，仍然能準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)位置取走葡萄。現(xiàn)在我們來(lái)看一下正面拍攝的影像，大家看到的就是美式全自動(dòng)午餐，有了腦機(jī)接口，你就能獲得這樣的午餐。你什么都不用做，只需要到達(dá)領(lǐng)餐處，然后開(kāi)吃就可以了。當(dāng)然，你需要思考如何到達(dá)那里。剩下的就由我們，或者說(shuō)由計(jì)算機(jī)來(lái)替你完成。
有了這樣的發(fā)現(xiàn)后，我們意識(shí)到，它的意義要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我38年來(lái)一直在尋找的新的大腦研究方法。我們或許可以把這一發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化成新的治療手段，來(lái)幫助全世界2500萬(wàn)因?yàn)閲?yán)重的脊柱損傷而在痛苦中掙扎的人們。大家可能都知道，這樣的損傷一旦發(fā)生，病人就會(huì)喪失感覺(jué)和活動(dòng)能力。
受傷部位以下的身體無(wú)法動(dòng)彈，因?yàn)榇竽X發(fā)出的包含著運(yùn)動(dòng)指令的電信號(hào)，無(wú)法再通過(guò)脊柱中的神經(jīng)傳輸至身體的邊緣部位。
那要如何處理這些無(wú)法在體內(nèi)傳輸?shù)哪X電信號(hào)呢？我們的方法是使用腦機(jī)接口，從大腦中采集這種不斷產(chǎn)生的信號(hào)，但并不指望脊柱來(lái)發(fā)揮其原本的傳輸作用，而是繞過(guò)這一環(huán)節(jié)。我們制造出一種計(jì)算機(jī)電子旁路，將采集到的腦電信號(hào)繞過(guò)損傷部位，以數(shù)字形式傳輸至一個(gè)可穿戴式的全新機(jī)械身體中，病人可以通過(guò)大腦控制該機(jī)械身體 使其移動(dòng)到某一位置。
這個(gè)想法我和John Chapin 2002年就提出了，當(dāng)時(shí)我們認(rèn)為2012年底前能夠?qū)崿F(xiàn)。幾年之后，巴西再次獲得久違的舉辦足球世界杯的機(jī)會(huì)。2012年，F(xiàn)IFA宣布由巴西主辦2014年世界杯足球賽，當(dāng)時(shí)我就意識(shí)到，我們可以在開(kāi)幕式上做些新的嘗試 ，而不只是來(lái)一場(chǎng)足球比賽。
我們可以首次在這種大型體育賽事中，加入科技展示，所以我向當(dāng)時(shí)的巴西總統(tǒng)做出了提議。世界杯的開(kāi)幕式，會(huì)有65000人到現(xiàn)場(chǎng)參加，超過(guò)10億觀眾收看轉(zhuǎn)播。我們可以做一次，腦機(jī)接口技術(shù)演示，讓一名癱瘓的巴西年輕人，在首個(gè)腦控下肢機(jī)械外骨骼的幫助下為世界杯開(kāi)球。
出乎意料的是，總統(tǒng)答應(yīng)了，然后我們就開(kāi)始著手準(zhǔn)備。為此，我聯(lián)系了世界各地的朋友。大約來(lái)自5個(gè)大洲、25個(gè)國(guó)家的156人把手頭的事情暫時(shí)擱置10個(gè)月，帶著他們的學(xué)生 、**和技術(shù)來(lái)到巴西，幫助我們制作第一個(gè)腦控下肢機(jī)械外骨骼。
我們還招募了8個(gè)脊柱損傷病人，（他們）都是從一個(gè)包含了65000名病人的巴西數(shù)據(jù)庫(kù)里選出來(lái)的。這8個(gè)人都是完全性脊髓損傷患者，有的癱瘓已經(jīng)超過(guò)10年，大家可以看到這里的數(shù)據(jù)，13年、11年的都有，他們受傷部位以下的身體都無(wú)法動(dòng)彈。
我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)非常嚴(yán)苛的訓(xùn)練計(jì)劃，讓他們?cè)谑澜绫暗陌肽陼r(shí)間里，每周訓(xùn)練兩天 ，每天一小時(shí)。訓(xùn)練首先在虛擬環(huán)境中進(jìn)行，他們需要學(xué)習(xí)使用一種非侵入式的腦機(jī)接口設(shè)備。無(wú)需手術(shù)，無(wú)需植入電極，我們僅僅使用能夠貼在頭皮表面的扁平傳感器，用來(lái)記錄腦電信號(hào)。
病人通過(guò)觀察自己的虛擬替身進(jìn)行訓(xùn)練，該替身是一個(gè)看起來(lái)和他們相似的虛擬足球運(yùn)動(dòng)員，會(huì)在足球場(chǎng)上走動(dòng)和踢球。病人們一邊觀察，一邊學(xué)習(xí)用自己的大腦控制它的活動(dòng)。每一次虛擬人物的腳接觸地面，病人的手臂都會(huì)收到觸覺(jué)反饋，從而再次感受到在地面行走的感覺(jué)。
當(dāng)病人們能夠熟練地在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作后，我們開(kāi)始讓他們使用一系列世面有售的，用于脊柱損傷病人恢復(fù)的機(jī)械助行器，最后再為他們裝上我們?cè)O(shè)計(jì)的外骨骼。就是我剛剛提到的那個(gè)，它是這個(gè)樣子的。這是一個(gè)有著12自由度的機(jī)電外骨骼，這是病人所在的操作艙，這里還有一張病人訓(xùn)練的圖片。
另一個(gè)圖片顯示的是裝有扁平傳感器的頭盔，可以貼緊頭皮，來(lái)記錄包含著運(yùn)動(dòng)指令的大腦活動(dòng)。當(dāng)病人想要行走或踢足球時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這些活動(dòng)，這些就是我們使用的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制下肢外骨骼關(guān)節(jié)活動(dòng)的電子和機(jī)械設(shè)備。
有意思的是，我們使用的電機(jī)能夠?qū)⒖刂菩盘?hào)傳送給液壓管線，由此產(chǎn)生模擬度更高的，和人類(lèi)更為相似的動(dòng)作，優(yōu)于一般機(jī)器人的數(shù)字和電子動(dòng)作。因?yàn)椴∪藗兿Ｍ约嚎瓷先ジ衿胀ㄈ?，走路的樣子也更自然。這是該技術(shù)的另一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用，發(fā)明人是慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Gordon Cheng。這是一種安裝于腿部外骨骼足底的印刷電路板，帶有感知壓力、距離和溫度的傳感器。
我們希望外骨骼腳部每一次接觸地面時(shí)，都能向病人的前臂發(fā)送觸覺(jué)反饋信號(hào)。這樣，病人就能體會(huì)到到踩在地面的感覺(jué)，感受地面的觸感 、硬度，踩在什么樣的地面上，能走多遠(yuǎn)？甚至能接收到溫度反饋。大家現(xiàn)在看到的是這個(gè)病人第一次嘗試站立行走，在世界杯之前，8名病人都在我們的實(shí)驗(yàn)室里成功實(shí)現(xiàn)了站立行走，因?yàn)樗麄兌紝W(xué)會(huì)了熟練控制外骨骼。
這是一位高位胸椎損傷病人，大家看到他的頭盔在發(fā)光，表明他正在通過(guò)大腦活動(dòng)控制輪軸。指令正確，他的兩條腿正交替運(yùn)動(dòng)，他可以通過(guò)面前的大鏡子看到自己站起來(lái)走路的樣子。同時(shí)他的前臂能夠感受到，我剛剛提到的那些足底傳感器，傳來(lái)的觸覺(jué)反饋，這是病人癱瘓6年來(lái)第一次站起來(lái)走路。
他之前是個(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員，后來(lái)因?yàn)橐粓?chǎng)車(chē)禍造成胸部以下癱瘓，從他的表情就能看出，6年以后重新走路是什么感覺(jué)。這樣的場(chǎng)景我見(jiàn)證了8次，可以說(shuō)，那是我38年科學(xué)生涯中的高光時(shí)刻。因?yàn)槲覐臎](méi)想過(guò)可以走到這一步，但我們做到了。
這是Juliano Pinto，是在世界杯開(kāi)幕式上開(kāi)球的運(yùn)動(dòng)員，脊柱T4以下身體癱瘓已經(jīng)9年，也是因?yàn)檐?chē)禍。這是我們上場(chǎng)之前，在足球場(chǎng)入場(chǎng)的地方，這就是位于圣保羅的開(kāi)幕式場(chǎng)地。
現(xiàn)在大家看到的是，正式開(kāi)球前Julian的最后一次試踢，大家看到我鼠標(biāo)這里的藍(lán)燈正在閃，代表著外骨骼處于啟動(dòng)狀態(tài)。Julian把雙臂放在外骨骼的扶手處，那里安裝的傳感器在感受到來(lái)自手臂的壓力后就會(huì)啟動(dòng)外骨骼。之后，Julian只需要擺好身體姿勢(shì)，想象踢球的動(dòng)作。戴著藍(lán)色帽子的是我的學(xué)生 ，他把球放在Julian面前，然后Julian就把球踢了出去。
2014年6月12號(hào)下午3點(diǎn)半整正式開(kāi)球時(shí)也是這樣的流程，有一件事Julian事先不知道，我們給他準(zhǔn)備了一個(gè)小驚喜，啟動(dòng)了一個(gè)安裝在這個(gè)位置的傳感器。巴西的孩子們可能在還沒(méi)出生的時(shí)候就會(huì)用足尖大力觸球，在球場(chǎng)上沒(méi)有其他辦法時(shí)，足尖大力射門(mén)是最后的進(jìn)球手段。
所以我們?cè)谶@里安裝了一個(gè)傳感器，但事先沒(méi)有告訴他。Julian把球踢出去之后開(kāi)始?xì)g呼，我們沖上去擁抱他，大家的情緒都非常激動(dòng)，整個(gè)球場(chǎng)都因?yàn)檫@個(gè)開(kāi)球而沸騰了。
Julian當(dāng)時(shí)喊得并不是：我踢出去了，我做到了或者我射門(mén)成功了。他喊的是：我感覺(jué)到球了，我碰到球了。因?yàn)樗拇竽X在經(jīng)過(guò)訓(xùn)練以后，已經(jīng)能夠識(shí)別所有外骨骼上的傳感器傳輸?shù)男盘?hào)，因此可以體驗(yàn)到真正的踢球的感覺(jué)。這是10年來(lái)的第一次，對(duì)于10年中一直坐在輪椅上的人來(lái)說(shuō) ，這是不同尋常的經(jīng)歷。
我們?cè)詾槭虑榈竭@里就結(jié)束了，但事實(shí)證明并不是。幾個(gè)月以后，我們把Julian和其他7名病人重新帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行了神經(jīng)測(cè)試。之前我提到過(guò) Julian脊柱T4以下癱瘓已經(jīng)10年，這是他的脊柱損傷等級(jí)。但我們進(jìn)行了神經(jīng)測(cè)試后，他當(dāng)天的等級(jí)評(píng)定是脊柱T11以下癱瘓。
也就是說(shuō) ，經(jīng)過(guò)10個(gè)月的訓(xùn)練，他的7節(jié)脊椎，恢復(fù)了感知 、活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控制方面的功能。之前他只能控制這個(gè)部位以上的肌肉，只有頭部以下和胸椎中部以上的部位有知覺(jué)。10個(gè)月的訓(xùn)練結(jié)束以后，他的身體知覺(jué)恢復(fù)到了髖關(guān)節(jié)的位置，而且他也能控制這部分身體的肌肉收縮，他恢復(fù)了7節(jié)脊椎的功能。
接下來(lái)給大家介紹的這位女性病人。她的觸覺(jué) 、內(nèi)臟感覺(jué) 和運(yùn)動(dòng)控制功能也得到了大幅恢復(fù)。平均來(lái)看，從啟動(dòng)訓(xùn)練開(kāi)始 ，我們對(duì)這些病人進(jìn)行了28個(gè)月的觀察。在此期間 ，他們平均恢復(fù)了10節(jié)脊椎功能。這涵蓋了身體的一大塊區(qū)域，他們恢復(fù)了這部分身體的感知能力和內(nèi)臟控制能力，處于這一區(qū)域的內(nèi)臟有膀胱、小腸、 胃等等。
其中有一位病人懷孕了，她終于能感覺(jué)到孩子在肚子里踢她。她經(jīng)歷了9個(gè)月的正常孕期，能感受到胎動(dòng)和子宮收縮。最后生下一個(gè)男孩，她能感受到整個(gè)妊娠期的身體變化，要?dú)w功于身體知覺(jué)的大幅恢復(fù)。
但最讓人吃驚的結(jié)果在這里，這是我剛才講到觸覺(jué)恢復(fù)的時(shí)候第一個(gè)提到的病人 。她之前癱瘓11年，大家看看她在視頻里的情況。這是她以前無(wú)法做到的，這是接受訓(xùn)練22個(gè)月以后，她在我們的要求下嘗試走路的情況。這是她的表現(xiàn)，她在我們面前走起路來(lái)。
大家看到的這些線，作用是記錄她現(xiàn)在已經(jīng)可以自主控制的肌肉活動(dòng)。能做出這樣的動(dòng)作，表明她已經(jīng)可以交替活動(dòng)雙腿了。在這之前和之后的一天，她都做了一小時(shí)這樣的訓(xùn)練。所以，這些病人現(xiàn)在可以脫離外骨骼活動(dòng)了，我們也得以記錄下他們?cè)?2個(gè)月的訓(xùn)練后神經(jīng)系統(tǒng)的恢復(fù)情況，從病情的臨床分級(jí)角度看 ，這意味著什么呢？
這8個(gè)病人加入項(xiàng)目的時(shí)候都是完全癱瘓的，在我們的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域里，這意味著開(kāi)始訓(xùn)練前，他們還沒(méi)有恢復(fù)任何受損脊柱部位以下的身體功能。但28個(gè)月之后，其中有一位病人12個(gè)月以后就終止了訓(xùn)練。另外7個(gè)人堅(jiān)持了下來(lái)，并且身體功能得到了專(zhuān)業(yè)人士之前無(wú)法想象的恢復(fù)。病情分級(jí)也變?yōu)榱瞬糠职c瘓，因?yàn)樗麄兓謴?fù)了很大一部分運(yùn)動(dòng)能力和觸覺(jué)。
大家看到的這篇論文是我們2016年發(fā)表的，過(guò)去幾百年以來(lái)的專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)里，這是第一篇記錄了最高等級(jí)的脊柱損傷造成完全癱瘓10年后，病人恢復(fù)部分身體功能的論文。這些病人后來(lái)怎么樣了呢？其中的3人堅(jiān)持下來(lái)，繼續(xù)接受我們的訓(xùn)練。并且增加了訓(xùn)練的天數(shù)和小時(shí)數(shù)，他們的身體得到了更進(jìn)一步的恢復(fù)，不再需要依靠機(jī)械外骨骼行走，只需要一個(gè)小型助力車(chē)為身體提供一些支撐。
根據(jù)病人情況，助力車(chē)可以支撐50%到70%的身體重量。另外還需要些一些電流輔助，我們會(huì)將微弱電流傳送至病人腿部的關(guān)鍵肌肉 ，使之能夠承受運(yùn)動(dòng)中自身產(chǎn)生的自主收縮。也就是說(shuō)，3個(gè)病人獲得了一定的自主運(yùn)動(dòng)能力。
這在以前是無(wú)法想象的，沒(méi)有人想過(guò)這會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。在我們的重拾行走計(jì)劃開(kāi)始之前，這并不是我們的目標(biāo)。如果我當(dāng)初把它作為目標(biāo)寫(xiě)進(jìn)資金申請(qǐng)書(shū)或者論文里，大家恐怕會(huì)笑話我。
因?yàn)檎l(shuí)也沒(méi)想到這些病人能夠走到今天這一步，我們當(dāng)時(shí)唯一的目標(biāo)就是制造外骨骼幫助病人活動(dòng)。但最終，完全出乎意料地，病人恢復(fù)了一定的自主活動(dòng)能力。這樣的結(jié)果，病人自己也從沒(méi)想過(guò)。
這就說(shuō)明，有時(shí)候基礎(chǔ)科學(xué)能引領(lǐng)你，到達(dá)你從未想象過(guò)的地方，為你帶來(lái)意料之外的發(fā)現(xiàn) 。為了這一天，我等了38年。因?yàn)橛H眼見(jiàn)證了這一切，我的每一秒付出都是值得的。
本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào)：腦機(jī)接口社區(qū)
咨詢(xún)熱線
18611170056
官方微信
返回頂部
