患者小韩曾卧床多年。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

脑机接口演习后，小韩能够在穿着支具、利用助行器的情形下独自行走。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

患者小韩6年前在山上牧羊时，不慎跌入一个9米深的洞，导致“完备性脊髓损伤”，下肢完备没有运动和知觉，生活不能自理，一度对生活失落去信心。
虽然在基层医院进行了传统康复演习，但是仍旧不能主动运动双腿，站立也须要在帮助下才能勉强完成。
期间，她有时参与了宣武医院“重拾行走操持”，通过半年系统的脑机接口康复演习，目前已经能够在穿着支具、利用助行器的情形下独自行走。

新认识：严重的神经损伤后还有行走可能

人类大脑可以产生运动意向，以电旗子暗记形式输出给肢体，也可以吸收来自躯体的觉得信息的输入。
大脑的活动如打球、打算、谈天等过程都高度依赖输入和输出的交互，一旦信息的传导功能受损，指令的下行输出和觉得信息的上行输入中断，将造成严重的功能缺失落，极大地影响生活质量。
但是，神经损伤发生的层面不同，预后也不尽相同。
如果损伤发生于大脑皮层，缺失落的功能可以通过“康复演习”勾引的“大脑功能重组”进行修复。
但是，小韩的损伤发生在脊髓层面，而且是脊髓损伤中最严重的“完备性脊髓损伤”。

图为都城医科大学宣武医院院长赵国光团队正在为患者进行康复演习。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

“完备性脊髓损伤在神经外科临床中很常见。
” 都城医科大学宣武医院院长赵国光说，“由于脊髓严重损伤，这些患者的大脑完备吸收不到损伤平面以下的觉得输入，同时运动指令也无法发给肌肉。
这种损伤通过传统的外科手段或康复医学手段都无法有效地进行损伤平面以下的功能规复。
”以是，在小韩的前期的治疗中，一样平常的治疗方法更着重于“利用功能无缺部分进行主动代偿”，忽略损伤平面下的“主动康复演习”。

但近年来，神经科学的发展对“完备性脊髓损伤”有了新的认识。
所谓“完备性脊髓损伤”可能并非脊髓物理上完备断开，个中仍有部分神经纤维可能存在“藕断丝连”。
那么，如何让这些“残余的神经纤维”再次发挥功能呢？

据宣武医院的“重拾行走操持”有关卖力人先容，这一操持便是在进行完备性脊髓损伤患者的临床探索。
该项目为跨学科、多专业互助的项目，在神经外科、神经内科、神经电生理、神经康复、神经影像、生物医学工程、打算机、认知科学等学科的配合尽力下，分别办理神经修复理论、神经电生理评估、脑机接口设备搭建与运行、旗子暗记解析与反馈等各个环节的问题，设计了成套的评估体系。

“黑科技”：临床脑机接口技能显著提高康复效果

“脑机接口技能是大脑与外部设备之间创建的直接连接。
我们通过脑机接口技能，可以提取大脑神经电活动旗子暗记，与外部设备建立信息反馈和交互。
以此为根本的脑机接口康复演习体系，也正是重拾行走操持的核心。
” 赵国光说。

脑机接口康复演习可以调动大脑觉得和运动等脑区协同事情。
科学地给皮层和肢体施加运动和觉得任务，可刺激中枢和效应器产生电旗子暗记，并通过脑机接口在大脑和肢体之间建立人工的赞助传导通路，使得两者之间阻断的信息互换能够延续，这样可以激活脊髓残余的神经纤维，引发出其“残余的潜在能力”，在功能上发挥代偿浸染，部分规复脊髓对运动和觉得信息的传导功能。
脑机接口康复演习还可以促进受损脑网络的完善、促进白质部分规复，与机器人赞助技能、天轨减重步辇儿演习、传统运动疗法等康复治疗技能相互合营，可以显著提高康复效果和进度。

脑机接口。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

近年国际上的研究和我们近期的实验共同显示：对付常规康复手段难以改进功能的完备性脊髓损伤，脑机接口显示出巨大潜力；对付非完备性脊髓损伤及其他脑损伤，脑机接口康复演习也表现出明显的上风。

传统运动疗法。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

天轨减重步辇儿演习。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

康复机器人演习。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

临床脑机接口长什么样？

国际上脑机接口有很多种技能类型，对付采集“脑电旗子暗记”的脑机接口，大致可分为有创脑机接口（颅内植入式电极）和无创脑机接口（利用头皮电极）。
有创脑机接口颅内脑电信噪比高，旗子暗记清晰，但电极覆盖范围比较小，比较适宜导出上肢风雅运动的掌握。
而采取头皮脑电的无创脑机接口可采集来自大脑各个脑区的脑电旗子暗记，适用范围广，缺陷是旗子暗记噪声较大，须要繁芜算法进行剖析，比较适宜粗大运动的检测。

有创脑机接口。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

无创脑机接口。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

“类似小韩这种患者，损伤的部位是胸髓T9-T12，下肢运动功能受损。
因此这种节段的脊髓损伤，更适宜利用无创脑机接口规复下肢粗大的运动功能。
”赵国光说。

其余，比较于有创脑机接口，无创脑机接口的优点是受众面比较广，本钱低，无传染风险。
这种脑机接口可能更加适宜于临床康复利用。

“我们项目入组的哀求比较严格：完备性脊髓损伤（ASIA A级），胸髓T9-T12。
但实际上，重拾行走操持的成套脑机接口技能可以帮助很大范围的患者规复行走功能。
研究事情常常挑选一个比较纯粹的、看似不可能规复的工具来研究，这样可以证明确实是脑机接口促进了脊髓功能规复。
我们操持今后会逐步帮助更多患者康复。
”赵国光表示：“其余，我们神经外科也在开拓各种有创的闭环脑机接口，比如丘脑引出的电旗子暗记与电磁刺激组合，调控帕金森、癫痫等功能性脑疾病。
”

只管脑机接口技能非常神奇，但它并非《黑客帝国》等科幻电影中将人的脑部活动完备“复制”到系统当中的技能。
在现实中，现阶段较成熟的脑机接口只能解码和反馈额叶运动区产生主不雅观的运动意图。
而人脑中各种繁芜意念，逻辑思维、抽象推理、物体识别、影象提取等神经活动，目前脑机接口技能还做不到这类旗子暗记的解码，以是还无法实现为所欲为的掌握。

现实中脑机接口。
图片来源：都城医科大学宣武医院。

也正是由于上述缘故原由，在重拾行走操持中，脑机接口技能不是直接将外加的通路用作掌握，而是用于修复受损的神经环路，规复患者运动功能。
“从这一点来说，表示了我们‘技能源自临床需求’的特色思路”，赵国光说。

赵国光表示，在前期研究中，患者运动和觉得功能均得到了明显改进，不同程度地规复了“行走”的能力。
今后，期待借助脑机交界技能帮助更多患者规复运动、觉得乃至认知能力。

来源： 经济参考网