近日，浙江大學研究團隊首次用病人顱內植入電極意念控制機械手，并成功完成高難度的肢體運動“石頭、剪刀、布”這一猜拳動作。這一研究，使得腦機接口技術的臨床應用向前邁進了一大步，已基本達到世界最高層次。
浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授表示,該研究對臨床上因中風、脊髓及肢體神經(jīng)損傷、肌萎縮側索硬化(漸凍人)以及其他神經(jīng)肌肉退化等肢體運動功能障礙患者，為恢復病人正常的運動功能、改善生活質量帶來新的希望和福音。
石頭剪刀布
這回是和機械手玩
近日，記者獲悉，浙大“腦機接口”研究團隊的研究人員，成功地在病人顱內植入電極，意念控制機械手，讓它完成了“石頭、剪刀、布”這一猜拳動作，這在國內還是第一次。
這意味著，不久的將來，霍金或許就能用意念跟你玩猜拳，用意念完成寫字、喝水、穿衣這些動作，除了“漸凍人”，中風癱瘓的患者，也有希望從中獲益。
這項研究，是浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科與浙江大學求是高等研究院合作完成的。在新聞發(fā)布會上，研究團隊公布了一段錄像。錄像中，一位姓劉的患者跟機械手玩起猜拳游戲。
記者看到，起先，這只機械手只是模仿人的動作，小劉出了“剪刀”，機械手也伸出兩根“手指”；小劉攤開手掌，出了“布”，機械手“遲疑”了一小會兒，也攤開了手掌。讓記者驚奇的是，玩了幾輪之后，這只機械手居然還“真刀真槍”地跟小劉玩起了猜拳：小劉打出“布”，機械手“毫不猶豫”地打出“剪刀”；小劉再出剪刀，機械手馬上握起了拳頭。它好像讀懂了小劉的心思，回回都能贏。
通過意識控制機械
重建運動機能
浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授介紹，小劉是一位難治性癲癇患者，在配合這個研究之后，她將在醫(yī)院接受外科手術，切除癲癇病灶，徹底治療疾病。這是手術前的一項準備，使她能夠得心應手地完成這個意念控制機械手的游戲。
“上個禮拜，我們在她大腦皮層下埋入電極，目的是監(jiān)測異常腦電，尋找癲癇的病灶。”張教授說。
而埋進去的32個電極，正好可以觀察“意念控制機械手”。因為小劉完成每一個細小的動作時，大腦產(chǎn)生的腦電信號，都能被精確捕捉到。
浙大求是高等研究院鄭筱祥教授介紹，“意念”操控，其實就是利用人腦的腦波操控。
據(jù)悉，此前在動物實驗階段，科研人員已經(jīng)在猴子身上成功實現(xiàn)了意念控制機械手。
此次首次在人身上實驗，征得了小劉和家屬的知情同意，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準。小劉作為志愿者，她成為我國第一個用意念跟機器人玩猜拳的人。
“腦機接口”項目并非只是為了人與機械手完成石頭剪刀布的游戲，而是讓它最終能夠幫助癱瘓等病人，通過意識控制機械，重建自己的運動功能、生活功能。
據(jù)錢江晚報
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收集充分腦波信號
再移除電極
記者獲悉，癲癇病病因之一是大腦部分區(qū)域受到損害，發(fā)出異常腦電波。通過將電極片埋入大腦皮層表面，可以收集患者的異常腦電波，幫助醫(yī)生準確判斷癲癇灶的發(fā)作部位，進而通過手術切除病灶達到治愈的目的。
患者劉某患癲癇多年，上個月才轉入到浙醫(yī)二院進行治療。為了明確癲癇病灶部位，醫(yī)生在征得患者同意后，將一塊電極植入劉某顱內，以明確癲癇灶部位。在一個月之內，劉某還將再做一次手術移除腦中的電極。這一方面是因為通過與機械手近一個月的“石頭，剪刀，布”的互動，電極已收集到充分的腦電波信號，使得對大腦受損區(qū)域的精確定位成為可能，另一方面也是因為電極畢竟是異物，目前不可能長時間安置于腦內。
據(jù)透露，目前此項研究還處于初級階段，應用到相關臨床領域預期還要一段相當長時間。但該研究至少表明通過“腦機接口臨床應用轉化”技術治療癲癇是可行路徑。(記者潘茜)
機械手為何能“讀心”
大家肯定對物理學家霍金先生的裝備有印象，不能說話不能做手勢的霍金先生，靠眨眼來打字。浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授告訴記者，霍金的裝備，主要是靠眼部肌肉的電信號來操控；而“意念”控制，就是用大腦釋放的電信號，來操控機器。
所以，第一步就是要捕捉大腦釋放的信號。
張教授告訴記者，他們用分線器，把監(jiān)測到小劉的腦電分出一路，連接到腦信號分析儀上。小劉看到提示，做出拳頭的動作時，計算機能夠實時捕捉到她的想法，分析頁面上，馬上會產(chǎn)生“翻譯”過的語言，生物醫(yī)學工程、計算機、醫(yī)學領域的各路研究高手，利用獲得的信號，解碼并且分類這些信號，最后成功截取她做握拳這個動作時大腦產(chǎn)生的信號。
正是這些解碼過的信號，控制了沒有意識的機械手，讓它乖乖地跟著小劉，做出同樣的動作。（據(jù)錢江晚報）