作者:陈建强 靳莹 来源:光明日报 发布时间:2014-6-16 9:55:55
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“纯意念控制”人工神经康复机器人问世

 

 

技术人员在指导因中风偏瘫的董阿姨使用“神工一号”。 新华社发

本报天津6月15日电(记者陈建强 通讯员靳莹)还记得巴西世界杯开幕式上,患有截瘫的巴西青年诺平托在脑控机械外骨骼技术的帮助下,为世界杯开球的神奇一幕吗?如今,这一幕在天津再次上演。14日,在天津大学和天津市人民医院举办的“纯意念控制人工神经康复机器人系统”发布会上,因中风导致偏瘫的董阿姨通过“想”,“指挥”自己原本无法动作的肢体“听话”地完成相应动作。

该技术历时10年,是国家“863计划”“十二五”国家科技支撑计划和国家优秀青年科学基金重点支持项目,在复合想象动作信息解析与处理等关键技术上取得了重大突破,目前已拥有包括23项授权国家发明专利,是全球首台适用于全肢体中风康复的“纯意念控制”人工神经机器人系统。

“我们给机器人系统起名为‘神工一号’,取义‘鬼斧神工’。”该项目主要负责人、天津大学精仪学院教授明东说。

中风偏瘫或者截瘫的患者是因为中枢神经(如脑部)或者周边神经(如四肢)受损,神经通路受阻,大脑无法发出正确指令,或者指令无法传输到周边神经,进而无法“指挥”肢体肌肉收缩,无法正常行动。体验者需要把装有电极的脑电探测器戴在头部,并在患病肢体的肌肉上安装电极,借助“神工一号”的连接,就可以用“意念”来“控制”肢体了。

“神工一号”看似简单、轻巧的机器人系统工作起来却很复杂。它需要首先提取体验者的脑电数据,构建出带有个体特征的意念控制指令的“密码本”。随后通过脑电的异步“脑—机接口”技术模拟中枢神经通路、解码体验者的运动意念信息,进而驱动多级神经肌肉电刺激技术模拟周边神经通路、从而刺激瘫痪肢体产生对应动作。

体验者的“想象”并非只是单纯的控制命令,而是一种脑区激活方式,想象即为待实施的实际肢体动作,做到身随意动、思行合一。

“神工一号”不仅像脑控机械外骨骼可以起到“替代”作用,更有“修复”作用,与传统的康复手段相比,“神工一号”使患者的康复由被动变为主动。仅体验过3次“神工一号”的董阿姨,脚、腿和大拇指已经可以自主动作了。

 
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