摸上去像尼龙材质的“脑机接口帽”,患者戴上后在医生指导下集中精神想象“抬手”动作,反复几次训练,原本无法抬起的手真的会缓缓抬起……这种“让科幻走进现实”的场景,要归功于华中科技大学同济医学院附属同济医院唐洲平教授团队的研究成果。
他们利用非侵入式脑机接口技术,相当于在大脑与外界之间架起一条“信息高速公路”,连接起“断了”的脑回路。近日,他们的新进展也受到了央视新闻的关注。
偏瘫是脑出血患者的主要后遗症之一,传统康复手段不管是电疗、运动,还是理疗和针灸,都依赖于患者自身的肢体活动能力。患者自身大脑的参与度不高,是一种被动训练,康复效果有限。如今,人工智能发展迅速,引发了唐洲平教授团队的思考:是否有一种新的技术能够让患者的大脑也充分参与到康复过程中,变被动为主动呢?
带着这样的想法,他们选择使用非侵入式脑机接口技术来实现——受试者在脑袋上戴一个像帽子一样的神经信号采集器,就能通过“想”,来促进自己的肢体进行康复训练,相当于给大脑装上了一个“思维翻译机”。
唐洲平团队为受试者戴上“脑机接口帽”,准备接受临床试验,受试者想象右手“拿杯子”,左脑相应区域会产生一个电信号,脑电帽捕捉到这个电信号后,进行“翻译”、放大,转化为可视化的反馈显示在屏幕上,让受试者有针对性地重复训练自己的患肢,形成“意图—执行—感知”的闭环,实现神经功能的重塑。
“和一般的脑电帽只采集一种信号不同,我们的脑电帽有两套信号采集系统,一个是电信号,有32通道,覆盖头部主要区域,记录神经元的电活动;另一个是近红外信号采集系统,有90通道,可以穿透头皮和颅骨,测量脑血流中的氧合血红蛋白,间接反映神经活动。这两种信号结合,可以解决普通脑电帽采集信号来源单一、定位不准的弊端,将准确率提升至75%。”
临床应用是推动场景验证和应用转化的“最后一公里”,华科大人也在持续向前迈进。华中科技大学同济医学院附属同济医院是全国首批将脑机接口技术应用于脑出血上肢功能康复的医疗机构之一,项目已经通过医学伦理审查,并在中国临床试验注册中心备案,进入规模化临床验证阶段。
目前,团队已经招募到40多个受试者,都已完成第一阶段的信号采集部署,并在逐步开展后续的功能康复试验。预计招募的病人在接受试验后上肢运动功能都能得到一定程度的恢复,生活质量得到提升。