用意念控制双腿 “数字桥梁”让瘫痪患者重新行走

参考消息网5月27日报道据法国《快报》周刊网站5月24日报道，对大多数人来说，行走是一件自然、本能的事。在我们没有意识到的情况下，我们的大脑通过脊髓向控制腿部运动的脊柱区域发送指令。但是，如果这一通信管道被切断，就会导致瘫痪。38岁的荷兰人赫特-扬就是这种情况。在2011年遭遇自行车车祸后，因脊柱被部分切除而瘫痪。但现在赫特-扬可以再次用意念控制自己的腿，然后可以站起来、行走，甚至还能上几级台阶。

这是法国和瑞士研究人员组成的一个联合团队实现的科学和医学壮举。为了恢复大脑和脊柱之间的通信，这些科学家们成功地通过一个脑机接口而建立起一座“数字桥梁”。这份研究刊登在5月25日的《自然》周刊上。

脑机项目负责人、法国替代能源与原子能委员会(CEA)的纪尧姆·沙尔韦说：“我们的研究描述了两种技术的结合：由CEA开发的脑机接口，它可捕捉和解码大脑活动，尤其是基于运动意图的大脑活动；由洛桑联邦理工大学、洛桑大学和洛桑大学医院开发的脊髓刺激技术。”

工作第一阶段是2018年开始的。神经外科医生若瑟琳·布洛克主刀，在赫特-扬的背上安装了一个神经刺激器，连接到位于脊髓控制腿部运动区域的16个电极场。虽然这让赫特-扬能再次行走，但他仍依赖研究人员控制的设备。周四发布的这项研究则取得了重大进展，即赫特-扬可用自己的大脑控制自己的腿。

为此，瑞士的团队和CEA的团队合作，共同开发新途径。布洛克医生进行颅骨切开术，包括在赫特-扬的颅骨上钻两个直径约5厘米的洞，就在控制右腿和左腿的皮层区域上方。然后在其中放入两个植入物。植入物拥有64个电极，可以捕捉大脑中与腿部运动意愿相对应的信号。

科学家们还开发了一个三重功能头盔。第一个功能是一旦戴在头上，既可以通过电感应给植入物供电。第二个功能是通过类似蓝牙的无线协议回收植入物记录的信息。第三个功能是可将信息传入计算机。

一旦传输，数据就会在300到500毫秒的延迟内通过自适应人工智能算法进行实时处理和解码。沙尔韦说：“当病人想抬右腿时，就会在运动皮层中产生电子活动。它被算法实时解码然后产生动作预测。”

一旦动作预测完成，它们就会被转换成刺激序列。这些刺激序列随后传给植入物从而产生可以刺激腿部肌肉的电子脉冲。结果就是，赫特-扬可以用意念控制双腿，无需外部干预。研究人员甚至将所有设施交予他本人，他可以在自己家中使用这一数字桥。

但这位荷兰人不能以自然方式短跑或行走。他的脚步摇摆不定，走几米仍然很困难。但研究团队开发的算法的精巧使他不仅可以控制自己的臀部、腿和脚踝，还可以控制自己的动作范围，从而控制自己的步幅。这足够让他爬楼梯或在崎岖的地形上移动。