手机网站
手机网站
洪恒飞吴雅兰
《科学技术日报》记者姜云
“等一下，太好了，移到你的嘴里，往回走一点，几乎一样，停下来！”张先生喝了口可乐，浙江大学第二医院神经外科病房爆发出掌声。
是如此简单的一个动作，为什么每个人都应该为他欢呼？张先生，
72岁，是中国第一个在大脑中植入脑-机接口电极的病人。他目前住在浙江大学医学院第二附属医院神经外科病房。
”不容易！对于完全四肢瘫痪的人来说，这是一项不可能完成的任务。今天，他是通过脑-机接口做到的！”浙江大学第二医院神经外科主任张建民兴奋地说
16年，浙江大学公布了“双脑工程”的最新科研成果该大学丘实高等研究院的“脑-机接口”团队与浙江大学医学院第二附属医院神经外科合作，完成了中国首例植入式脑-机接口临床研究该团队在中国首次将犹他阵列电极植入一名高位截瘫志愿者的大脑。患者可以利用大脑运动皮层信号精确控制外机械臂完成一系列重要的上肢功能运动，如进食、饮水和握手。首次证明了植入式脑机接口对老年患者进行复杂运动控制的可行性。
”是开颅术的半植入手术，但与之前患者大脑皮质表面的“覆盖层”相比，不是皮质插入术。这次我们将微电极阵列直接插入大脑运动皮层，可以检测单个神经元细胞的放电，获得更加直接、稳定和丰富的信号。”浙江大学求是高等研究院教授王跃明说图片来源:据介绍，大脑皮层神经元分为6层。在这个实验中，电极需要植入第五层。如果植入位置太浅，效果就无法达到，如果植入位置太深，其他神经就会受损。研究人员使用一个步进为0.1毫米的手术机器人精确地将两个微电极阵列发送到给定的位置，误差小于0.5毫米。
" 4mm微电极阵列上有100个电极引脚，每个引脚可以检测一个或多个神经元细胞放电电极的另一端与计算机相连，计算机可以实时记录大脑发出的神经信号。”王跃明解释说，大脑中数千亿个神经元通过发送微小的电脉冲相互交流，从而对人类行为发出指令。为了实现精神控制，需要对电极检测范围内的人脑神经电信号进行实时采集和解码，不同的电信号特征匹配对应机械臂的动作。
由于脑-机接口技术同时依赖于患者脑电信号的特点和机器算法的设计，目前还没有信号采集和解码等统一的分析方法，老年患者脑电信号的质量和稳定性较差。因此，研究小组设计了一个个性化的非线性解码器，通过四个多月的反馈学习，患者可以控制机械臂执行诸如喝水、吃饭、握手等动作。
患者通过机械手臂的概念操作与研究人员握手陆邵青拍摄了
“高度截瘫、肌萎缩性侧索硬化、闭锁综合征等严重运动功能障碍患者，预计将应用植入式脑-机接口技术，借助外部设备重建肢体运动、语言等功能。”浙江大学医学院第二附属医院神经外科主任张建民表示，随着脑科学的不断发展，这一领域的临床应用将逐渐从现有的基于运动的功能重建扩展到越来越复杂的语言、感觉和认知等功能重建。资料来源:科技日报视频由本文作者提供
