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3月23日,患者通过脑机接口主动康复系统,利用“运动想象”模式进行康复训练。记者 张春晓 摄/视觉重庆 |
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脑机接口直接“解码”大脑意图>>>
脑机接口的突破性在于能直接“解码”大脑意图,将患者对运动的想象、说话的愿望等思维活动,转化为具体的康复指令或设备控制信号。脑机接口临床研究型病房为癫痫、帕金森病、脑卒中后功能障碍等神经系统疾病患者提供个性化精准治疗。
整个治疗流程包含四个环节:第一,患者佩戴脑电信号采集头环,能够无创地记录大脑活动时产生的电信号。第二,人工智能分析系统对这些信号进行实时解码,准确识别患者的运动、语言等意图。第三,解码后的指令会驱动康复训练设备,如帮助瘫痪患者控制机械臂完成取物动作,或通过虚拟现实系统进行认知训练。第四,沉浸式反馈系统通过VR场景、3D音频等技术,让患者在游戏化的互动体验中完成康复训练。
据重医附二院微信公众号
对不少中风患者来说,“手重新动起来”是康复中很难跨过的一道坎。现在,这一步有了新的尝试方式。
“你在脑中想象用手去握杯子。”3月23日,重庆医科大学附属第二医院神经中心的西南地区首个脑机接口临床研究型病房里,当康复治疗师的指令下达后,左侧肢体瘫痪的陈明(化名)在气动手套助力下,左手缓缓完成一次握拳动作。帮助他左手完成这个动作的,正是脑机接口主动康复系统,他是该院第100例接受康复训练的瘫痪患者。
今年55岁的陈明因缺血性脑卒中二次发作入院,造成其左侧肢体瘫痪。为了让他的左侧肢体恢复功能,康复治疗师彭茂霖对陈明进行了脑机接口主动康复训练。
脑机接口主动康复系统由脑电采集设备、主机、气动手套等组成。当患者想抓东西时,并不需要真正用力,而是反复进行一个动作——在脑海中“想象自己正在抓东西”。其身上的穿戴设备会将“这一想法”转化为可识别的脑电信号,系统将这些信号捕捉后,通过主机进行分析和解码,再实时传输到气动手套上,原本无法自主活动的手部,就能在设备辅助下完成抓握、张开等动作。
一切准备就绪后,陈明的脑电信号实时显示在了主机屏幕上。随即,训练开始,当彭茂霖让陈明握拳后,陈明眼睛微闭,想象着握拳,戴着气动手套的左手也慢慢实现了握拳。这时,主机屏幕上显示“成功”。
彭茂霖介绍,相比传统的靠康复师一对一“掰手指式”的人工被动训练,通过脑机接口康复训练的强度与效率可显著提升。
“对脑卒中患者来说,能帮他们更好地进行康复训练。”重医附二院神经内科主任陈阳美说,这套系统并不是简单让设备“替代动作”,而是通过一次次“想象—反馈—再想象”的循环训练,不断强化大脑发出的运动指令,让神经通路逐渐恢复功能。随着训练次数增加,患者对动作的控制感也会逐步增强,最终目标是脱离设备后仍能实现自主抓握。
陈阳美称,自2025年11月脑机接口临床研究型病房投用以来,借助脑机接口主动康复系统,已累计帮助100名因脑卒中、脑损伤等疾病导致的肢体功能障碍患者重建运动能力。
据神经内科副主任彭希介绍,她和团队正在研发无创脑机接口产品。目前,已在脑电信号分析和算法方面取得阶段性进展,例如通过短时间脑电采集实现大脑状态评估,可用于认知功能筛查和脑健康管理;针对癫痫患者的发作预警系统也在研发中;未来可应用于阿尔茨海默病早期筛查等领域。
值得一提的是,相关技术在研发中强调便携和可穿戴性,未来有望走出医院,进入居家使用场景。