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半機械人將實現:人機相連幫助癱瘓人行走3.6米

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半機械人將實現:人機相連幫助癱瘓人行走3.6米 play Person with Paraplegia Uses a Brain-Computer Interface to Regain Overground Walking

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  新浪科技訊 北京時間9月24日下午消息,加州大學歐文分校的研究人員周三報告稱,通過由大腦控制計算機的技術,將人腦思維轉換為肢體運動,他們已成功幫助一名腰部以下癱瘓的男子邁出了第一步。該男子也成為了首名無需機器人幫助實現自主行走的癱瘓病人。

  這一研究成果已經發表在英國《神經工程學和康復期刊》上。這名癱瘓病人現年28歲,他邁出的第一步也被記錄在了一段YouTube視頻里。

  研究人員開發了一個系統,使大腦信號繞開受傷的脊柱,通過計算機算法直接發送給安裝在膝蓋的電極中,從而驅動受控的腿部肌肉運動。

  在人腦與計算機的互動技術領域,這是一項重要成就。未來,這或許可以幫助中風患者和脊柱受傷的人士恢復一定的行動能力。

  研究者之一杜安(An Do,音)博士表示,這一技術距離臨床應用還有多年時間。這一技術還需要在其他病人身上進行試驗並改進。

  研究負責人、生物醫學工程師佐蘭·內納迪克(Zoran Nenadic)表示,這一成果證明,在脊柱受損之後,“恢復基於直覺、由大腦控制的行走能力”是可能的。

  接受試驗的是一名前大學生亞當·弗利茨(Adam Fritz)。他在一次摩托車事故中脊柱受傷。在視頻中,他邁出了不大的一步。在加州大學歐文分校的iMove實驗室中,弗利茨行走了3.6米的距離。不過在這一過程中,他也獲得了工具和他人的輔助,以保持身體直立。

  杜安表示,由外界幫助支撐體重是必須的,因為病人的腿腳沒有任何感知能力。

  這一成果基於加州大學歐文分校此前的一項研究,即將大腦信號傳送給機械假肢,實現運動。

  在此前其他科研人員的研究中,人腦和計算機的通信被用於幫助病人自主握住一杯咖啡,或是將飲料送至嘴邊。

  最新的這項研究從5年前開始,當時弗利茨剛剛癱瘓。在幾個月時間裡,他接受了思維訓練,練習思考行走,從而產生驅動腿部移動的必要腦電波。

  這些信號隨後被腦電波裝置獲取,併發送給計算機進行處理,從中提取出與腿部運動相關的信息,並轉換為驅動腿部肌肉行走的信號。

  科研人員和弗利茨最初通過虛擬現實遊戲來進行練習。在這一遊戲中,弗利茨被訓練控制一個行走的虛擬人物。此外,他還接受了物理康復治療,以增強腿部肌肉力量。

  弗利茨隨後練習了在懸空狀態下在實驗室中行走。而在20次練習之後,他最終邁出了第一步。

  研究人員希望使腦電波裝置小型化,從而植入病人的頭骨或大腦中,獲取更清楚的神經信息,並將來自腳部的壓力情況通過傳感器反饋給大腦。(邱越)

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