意念控制機(jī)器手完成“石頭剪刀布”
發(fā)布時(shí)間:2014-09-01
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健康報(bào)
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用意念隔空控制物體,這是科幻大片《阿凡達(dá)》中出現(xiàn)的橋段。近日,在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科病房?jī)?nèi),也上演了靠人的意念控制機(jī)械手完成“石頭、剪刀、布”系列猜拳動(dòng)作的神奇一幕。
當(dāng)天,該科與浙江大學(xué)求是高等研究院共同組成的腦機(jī)接口臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用課題組,在前期猴子意念控制機(jī)械手等動(dòng)物研究成果的基礎(chǔ)上,首次進(jìn)行了相關(guān)臨床試驗(yàn)——在病人顱內(nèi)植入電極意念控制機(jī)械手,獲得成功。有關(guān)專家指出,這是我國(guó)腦機(jī)接口在運(yùn)動(dòng)功能重建應(yīng)用研究方面取得的重要進(jìn)展。
浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民介紹,此次參與臨床試驗(yàn)的患者小劉是一位復(fù)雜性難治性癲癇患者,藥物難以控制病情且有加重趨勢(shì),常規(guī)檢查無法確認(rèn)癲癇發(fā)作的起源,根據(jù)術(shù)前檢查及評(píng)估,需要行顱內(nèi)埋藏電極來進(jìn)一步分析皮層腦電,明確癲癇灶部位。小劉在全麻下接受開顱電極埋藏術(shù),通過在大腦表面的運(yùn)動(dòng)感覺區(qū)埋藏電極,持續(xù)監(jiān)測(cè)其腦電活動(dòng)。術(shù)前經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),并經(jīng)患者及家屬的知情同意,在不影響患者監(jiān)測(cè)的情況下,醫(yī)生用分線器將監(jiān)測(cè)的腦電分出一路,連接到腦電信號(hào)分析儀。腦電信號(hào)經(jīng)解碼處理后再輸入機(jī)械手,從而控制其動(dòng)作。
試驗(yàn)中,患者在觀察屏幕“石頭、剪刀、布”示意圖的同時(shí),完成相應(yīng)的猜拳動(dòng)作,可以看到機(jī)械手隨之同步進(jìn)行上述活動(dòng),其吻合的準(zhǔn)確度達(dá)到80%左右。隨后,這只機(jī)械手還與小劉玩起“石頭、剪刀、布”的游戲。它通過對(duì)小劉出拳的腦波進(jìn)行判斷后,同步做出與之相克的猜拳手勢(shì),成為游戲的勝利者。
專家指出,采取腦機(jī)接口等電信號(hào)分析手段采集癲癇患者功能區(qū)腦電信號(hào)并分析判斷相應(yīng)功能活動(dòng)的情況,可以為框定后續(xù)手術(shù)切除癲癇病灶范圍提供依據(jù),最小程度地避免運(yùn)動(dòng)、語言等重要功能區(qū)的術(shù)中損傷,從而提高患者術(shù)后生存質(zhì)量。
該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人鄭筱祥介紹,腦機(jī)接口就是大腦與外部設(shè)備之間建立的神經(jīng)信息交流與控制通道,可以實(shí)現(xiàn)大腦與外部設(shè)備的直接交互,完成大腦對(duì)外部設(shè)備的控制。這一技術(shù)除了有望應(yīng)用于臨床癲癇診治,還給腦卒中后肢體癱瘓及其他運(yùn)動(dòng)功能障礙性疾病患者重建肢體運(yùn)動(dòng)功能帶來了希望。
當(dāng)天,該科與浙江大學(xué)求是高等研究院共同組成的腦機(jī)接口臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用課題組,在前期猴子意念控制機(jī)械手等動(dòng)物研究成果的基礎(chǔ)上,首次進(jìn)行了相關(guān)臨床試驗(yàn)——在病人顱內(nèi)植入電極意念控制機(jī)械手,獲得成功。有關(guān)專家指出,這是我國(guó)腦機(jī)接口在運(yùn)動(dòng)功能重建應(yīng)用研究方面取得的重要進(jìn)展。
浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民介紹,此次參與臨床試驗(yàn)的患者小劉是一位復(fù)雜性難治性癲癇患者,藥物難以控制病情且有加重趨勢(shì),常規(guī)檢查無法確認(rèn)癲癇發(fā)作的起源,根據(jù)術(shù)前檢查及評(píng)估,需要行顱內(nèi)埋藏電極來進(jìn)一步分析皮層腦電,明確癲癇灶部位。小劉在全麻下接受開顱電極埋藏術(shù),通過在大腦表面的運(yùn)動(dòng)感覺區(qū)埋藏電極,持續(xù)監(jiān)測(cè)其腦電活動(dòng)。術(shù)前經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),并經(jīng)患者及家屬的知情同意,在不影響患者監(jiān)測(cè)的情況下,醫(yī)生用分線器將監(jiān)測(cè)的腦電分出一路,連接到腦電信號(hào)分析儀。腦電信號(hào)經(jīng)解碼處理后再輸入機(jī)械手,從而控制其動(dòng)作。
試驗(yàn)中,患者在觀察屏幕“石頭、剪刀、布”示意圖的同時(shí),完成相應(yīng)的猜拳動(dòng)作,可以看到機(jī)械手隨之同步進(jìn)行上述活動(dòng),其吻合的準(zhǔn)確度達(dá)到80%左右。隨后,這只機(jī)械手還與小劉玩起“石頭、剪刀、布”的游戲。它通過對(duì)小劉出拳的腦波進(jìn)行判斷后,同步做出與之相克的猜拳手勢(shì),成為游戲的勝利者。
專家指出,采取腦機(jī)接口等電信號(hào)分析手段采集癲癇患者功能區(qū)腦電信號(hào)并分析判斷相應(yīng)功能活動(dòng)的情況,可以為框定后續(xù)手術(shù)切除癲癇病灶范圍提供依據(jù),最小程度地避免運(yùn)動(dòng)、語言等重要功能區(qū)的術(shù)中損傷,從而提高患者術(shù)后生存質(zhì)量。
該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人鄭筱祥介紹,腦機(jī)接口就是大腦與外部設(shè)備之間建立的神經(jīng)信息交流與控制通道,可以實(shí)現(xiàn)大腦與外部設(shè)備的直接交互,完成大腦對(duì)外部設(shè)備的控制。這一技術(shù)除了有望應(yīng)用于臨床癲癇診治,還給腦卒中后肢體癱瘓及其他運(yùn)動(dòng)功能障礙性疾病患者重建肢體運(yùn)動(dòng)功能帶來了希望。