材料解析:
今年52歲,頸部以下全身癱瘓的婦女舒爾曼已經(jīng)可用一只開創(chuàng)性的新型機械臂給她自己喂食,甚至能和醫(yī)生舉手擊掌了。她通過植入大腦的電極控制這只機械臂。
13年前,簡·舒爾曼被診斷出患有一種退化性腦部疾病,頸部以下全身癱瘓。但美國匹茲堡大學醫(yī)療中心的醫(yī)生把電極植入她大腦內(nèi),使她通過思維控制可操作這只先進的機械臂。
舒爾曼在不到一年前對這個科研小組說:“我要給自己喂東西吃。我要結(jié)束現(xiàn)在這種凄慘的生活。”現(xiàn)在她已經(jīng)可以通過自己的努力品嘗美味了。研究人員表示:“一個女人吃一小口,腦控制接口(BCI)技術就會前進一大步。”舒爾曼說:“這是我生命的依靠。這就像過山車或空中跳傘一樣令人興奮,真是太不可思議了。我享受著擁有它的每一秒。”
專家認為這是用大腦直接控制假肢領域向前邁進的重要一步。這項研究的負責人安德魯·施瓦茨教授表示:“這是腦機接口技術邁出的驚人一步。它可令不能移動手臂的人獲得更多功能和獨立性。這項把腦信號翻譯過來指導一只機械臂的技術具有巨大潛能,我們正繼續(xù)探索下去。我們的研究已證實這是一項可恢復癱瘓患者運動能力的技術。參與者對我們說腦控制接口讓他們看到希望。”
其他機器產(chǎn)品已使癱瘓患者通過思考他們想要的字母進行打字或徒手書寫。瑞士研究人員11月直接把電極植入視網(wǎng)膜,使盲目患者可進行閱讀。腦機接口技術發(fā)展得很快。科學家預測這項技術可能最后用于避開神經(jīng)損傷,重新喚醒患者的癱瘓肌肉。與此同時,他們指出類似舒爾曼機械臂的機器產(chǎn)品有望和機器“外骨骼”配合使用,從而使下身癱患者恢復行走能力。
著名醫(yī)學雜志《柳葉刀》刊登了最近這項研究。一個來自匹茲堡大學醫(yī)療中心的科研小組把兩個微電極裝置植入舒爾曼的大腦左半球運動皮質(zhì)內(nèi)。這個腦區(qū)域發(fā)起運動。醫(yī)生用一種被稱為功能性磁共振成像的實時大腦掃描技術找到這個大腦區(qū)域的準確位置。他們要求這名患者思考移動她現(xiàn)在沒有反應的手臂后,這個大腦區(qū)域被激活。
這些電極通過一臺電腦和這只機械手連接在一起,而這臺電腦通過一種復雜算法翻譯這些模擬未受損傷大腦控制健康肢體方法的信號。參與這項新研究的邁克爾·博寧格爾對英國路透社說:“這些電極非常小,是些不同尋常的裝置。你在無線電器材公司買不到它們。操作這一切的算法是主要進步。”準確翻譯大腦信號在精神控制假肢領域已成為最大挑戰(zhàn)之一。
經(jīng)過幾周訓練,舒爾曼可熟練控制機械手。兩天后她可移動機械手,隨時間推移她能完成拾起物體、給機械手定位和把它移到一個目標位置等各項任務,成功率高達91.6%。她的速度隨練習逐漸增加。對舒爾曼來說,這種經(jīng)歷已改變她的生活。
總結(jié):任何新事物的出現(xiàn)都有利有弊,只不過利大于弊,很快就得到了人們的認可。微電極植入大腦機械手無所不能,為一些患者帶來的希望與動力。
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