新華網(wǎng)杭州８月２５日電（記者朱涵 張樂）通過人類大腦來控制復(fù)雜機(jī)械的運(yùn)動(dòng)將不僅僅存在于科幻電影中,。在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院，一名癲癇患者在腦部植入電極后,，能夠通過意念指揮機(jī)械手,，做出“剪刀、石頭,、布”的動(dòng)作,，可謂“心想事成”。
浙江大學(xué)的科學(xué)家們２５日宣布,，他們?cè)趧?dòng)物研究成果基礎(chǔ)上,，在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了用人腦意念控制機(jī)械手完成較為復(fù)雜的肢體運(yùn)動(dòng)。
“這是中國(guó)腦機(jī)接口研究在運(yùn)動(dòng)功能重建應(yīng)用上的重要進(jìn)展,，為肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙患者帶來新的希望,。”浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)科主任張建民教授表示。
浙江大學(xué)求是高等研究院鄭筱祥教授介紹,，人的大腦中上千億個(gè)神經(jīng)元通過發(fā)出微小的電脈沖相互交流,，從而對(duì)人體的一舉一動(dòng)發(fā)號(hào)施令。“意念”指的就是人腦中產(chǎn)生的神經(jīng)電信號(hào),。
“要實(shí)現(xiàn)意念控制,，就要對(duì)人腦神經(jīng)電信號(hào)進(jìn)行采集和解碼，將不同的電信號(hào)與動(dòng)作一一對(duì)應(yīng),。”鄭筱祥說,。
自愿接受本次“意念控制”實(shí)驗(yàn)的是一位癲癇患者。此前,，這位患者由于頻繁發(fā)病,，用藥效果不佳，需要在大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)植入電極來監(jiān)測(cè)并明確病灶部位,，從而開展進(jìn)一步治療,。在征得患者及家屬同意，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后，研究人員將監(jiān)測(cè)的腦電分出一路連接至電信號(hào)分析儀,。
“患者最初需要重復(fù)剪刀,、石頭、布三個(gè)動(dòng)作,，研究團(tuán)隊(duì)大量采集記錄不同動(dòng)作的信號(hào)模式,，解碼后再輸入機(jī)械手，從而實(shí)現(xiàn)患者用意念控制機(jī)械手手指活動(dòng),。”鄭筱祥說,。
記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，當(dāng)患者根據(jù)研究人員的提示做出“剪刀,、石頭,、布”的手部動(dòng)作后，機(jī)械手能夠立即做出相同的動(dòng)作,。這使得人腦控制機(jī)械手的能力達(dá)到了手指關(guān)節(jié)水平,。
“可以流暢地完成石頭、剪刀,、布三個(gè)較為復(fù)雜的手指動(dòng)作,，一般情況下，就可以滿足日常生活的基本需求,。”在解釋為何要采取該游戲作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的原因時(shí),，張建民如是說。
不僅如此,，機(jī)械手還能夠進(jìn)一步對(duì)患者動(dòng)作進(jìn)行“判斷”,，與患者“猜拳”——通過現(xiàn)場(chǎng)視頻記者看到，當(dāng)患者出拳頭時(shí),，機(jī)械手聰明地給出了“布”的手勢(shì),。
“目前腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)人腦意念控制動(dòng)作準(zhǔn)確率為８０％左右，研究人員認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)達(dá)到了這項(xiàng)技術(shù)的前沿水平,。”鄭筱祥說,。
近年來，腦機(jī)接口技術(shù)迅速發(fā)展,。浙江大學(xué)的鄭筱祥團(tuán)隊(duì)從２００６年開始進(jìn)行腦機(jī)接口技術(shù)研究,，前期完成了大鼠意念壓桿、猴子意念取食等動(dòng)物實(shí)驗(yàn),，并在２０１２年實(shí)現(xiàn)猴子意念控制機(jī)械手完成“抓,、握、鉤,、捏”的精細(xì)動(dòng)作,。
研究人員表示,，這一技術(shù)從猴腦到人腦的跨步具有重大意義。鄭筱祥認(rèn)為,，猴子等動(dòng)物經(jīng)過一定訓(xùn)練之后重復(fù)某一動(dòng)作,，大腦所受干擾相對(duì)較小，而人在重復(fù)進(jìn)行一個(gè)動(dòng)作時(shí),，會(huì)不由自主地受到周邊環(huán)境,、自我感覺、想象等多種因素的干擾,，計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)處理的復(fù)雜性也會(huì)大大增加。
“這項(xiàng)技術(shù)將令肢體癱瘓,、截癱,、外傷截肢等多種涉及運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者從中受益，幫助他們提高生活質(zhì)量,、重建肢體運(yùn)動(dòng)功能,。”張建民表示，下一步,，研究人員將進(jìn)一步提升機(jī)械手抓握精細(xì)物體,、不規(guī)則形狀物體的準(zhǔn)確度。
浙江大學(xué)的科學(xué)家們２５日宣布,，他們?cè)趧?dòng)物研究成果基礎(chǔ)上,，在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了用人腦意念控制機(jī)械手完成較為復(fù)雜的肢體運(yùn)動(dòng)。
“這是中國(guó)腦機(jī)接口研究在運(yùn)動(dòng)功能重建應(yīng)用上的重要進(jìn)展,，為肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙患者帶來新的希望,。”浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)科主任張建民教授表示。
浙江大學(xué)求是高等研究院鄭筱祥教授介紹,，人的大腦中上千億個(gè)神經(jīng)元通過發(fā)出微小的電脈沖相互交流,，從而對(duì)人體的一舉一動(dòng)發(fā)號(hào)施令。“意念”指的就是人腦中產(chǎn)生的神經(jīng)電信號(hào),。
“要實(shí)現(xiàn)意念控制,，就要對(duì)人腦神經(jīng)電信號(hào)進(jìn)行采集和解碼，將不同的電信號(hào)與動(dòng)作一一對(duì)應(yīng),。”鄭筱祥說,。
自愿接受本次“意念控制”實(shí)驗(yàn)的是一位癲癇患者。此前,，這位患者由于頻繁發(fā)病,，用藥效果不佳，需要在大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)植入電極來監(jiān)測(cè)并明確病灶部位,，從而開展進(jìn)一步治療,。在征得患者及家屬同意，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后，研究人員將監(jiān)測(cè)的腦電分出一路連接至電信號(hào)分析儀,。
“患者最初需要重復(fù)剪刀,、石頭、布三個(gè)動(dòng)作,，研究團(tuán)隊(duì)大量采集記錄不同動(dòng)作的信號(hào)模式,，解碼后再輸入機(jī)械手，從而實(shí)現(xiàn)患者用意念控制機(jī)械手手指活動(dòng),。”鄭筱祥說,。
記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，當(dāng)患者根據(jù)研究人員的提示做出“剪刀,、石頭,、布”的手部動(dòng)作后，機(jī)械手能夠立即做出相同的動(dòng)作,。這使得人腦控制機(jī)械手的能力達(dá)到了手指關(guān)節(jié)水平,。
“可以流暢地完成石頭、剪刀,、布三個(gè)較為復(fù)雜的手指動(dòng)作,，一般情況下，就可以滿足日常生活的基本需求,。”在解釋為何要采取該游戲作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的原因時(shí),，張建民如是說。
不僅如此,，機(jī)械手還能夠進(jìn)一步對(duì)患者動(dòng)作進(jìn)行“判斷”,，與患者“猜拳”——通過現(xiàn)場(chǎng)視頻記者看到，當(dāng)患者出拳頭時(shí),，機(jī)械手聰明地給出了“布”的手勢(shì),。
“目前腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)人腦意念控制動(dòng)作準(zhǔn)確率為８０％左右，研究人員認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)達(dá)到了這項(xiàng)技術(shù)的前沿水平,。”鄭筱祥說,。
近年來，腦機(jī)接口技術(shù)迅速發(fā)展,。浙江大學(xué)的鄭筱祥團(tuán)隊(duì)從２００６年開始進(jìn)行腦機(jī)接口技術(shù)研究,，前期完成了大鼠意念壓桿、猴子意念取食等動(dòng)物實(shí)驗(yàn),，并在２０１２年實(shí)現(xiàn)猴子意念控制機(jī)械手完成“抓,、握、鉤,、捏”的精細(xì)動(dòng)作,。
研究人員表示,，這一技術(shù)從猴腦到人腦的跨步具有重大意義。鄭筱祥認(rèn)為,，猴子等動(dòng)物經(jīng)過一定訓(xùn)練之后重復(fù)某一動(dòng)作,，大腦所受干擾相對(duì)較小，而人在重復(fù)進(jìn)行一個(gè)動(dòng)作時(shí),，會(huì)不由自主地受到周邊環(huán)境,、自我感覺、想象等多種因素的干擾,，計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)處理的復(fù)雜性也會(huì)大大增加。
“這項(xiàng)技術(shù)將令肢體癱瘓,、截癱,、外傷截肢等多種涉及運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者從中受益，幫助他們提高生活質(zhì)量,、重建肢體運(yùn)動(dòng)功能,。”張建民表示，下一步,，研究人員將進(jìn)一步提升機(jī)械手抓握精細(xì)物體,、不規(guī)則形狀物體的準(zhǔn)確度。
