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大脑与机械的感应难度很大

  1月16日,浙江大学对外宣布该校“双脑计划”最新科研成果:该校求是高等研究院“脑机接口”团队与浙江大学医学院附属第二医院神经外科合作完成国内首例植入式脑机接口临床研究。患者可以利用大脑运动皮层信号精准控制外部机械臂与机械手实现三维空间运动,同时首次证明高龄患者利用植入式脑机接口进行复杂而有效的运动控制是可行的。

  大脑与机械的感应难度很大,近年来兴起的脑机接口技术为运动功能障碍患者带来了福音。

  所谓脑机接口,就是在大脑和假肢等外部设备之间建立一条直接传输大脑指令的通道,在脊髓及运动神经通路损坏但大脑皮层功能尚健全的情况下,让脑部的信号通过计算机解读,直接控制外部设备。

  早在2012年,浙江大学团队就在猴子脑中植入微电极阵列,运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号,使猴子能通过自身“意念”直接控制外部机械手臂。2014年,浙江大学团队在人脑内植入皮层脑电微电极,实现“意念”控制机械手完成高难度的“石头、剪刀、布”手指运动,创造了当时的国内第一。

  “相对于中青年患者,老年患者的脑电信号质量与稳定性都要差些,我们设计的非线性解码器更能读懂老年人的心思,能够帮助患者更好地在反馈式学习中掌握如何操控机械臂与机械手。”浙江大学求是高等研究院教授王跃思表示。

  当然,要达到“人与机械合一”的目标是非常困难的。团队采用循序渐进的训练方法,训练耗费了4个多月时间,才有了现在这样的成果。

  浙大二院神经外科主任张建民表示,高位截瘫、肌萎缩侧索硬化、闭锁综合征等重度运动功能障碍患者有望应用植入式脑机接口技术并借助外部设备重建肢体运动、语言等功能。这次在老龄志愿者身上成功完成脑机接口运动功能重建转化研究,将对未来的临床治疗和康复产生重要的指导意义。

  据介绍,浙江大学“双脑计划”旨在布局脑科学和人工智能的汇聚研究,推进两者的交互探索和融合创新,努力实现人类对脑功能及智能本质的认识和利用。(崔雪芹)

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