2月6日,我國正式啟動“重拾行走計劃(WAP)”,該計劃旨在通過革命性的腦機接口技術(shù),恢復(fù)截癱患者運動機能。目前,全球范圍內(nèi),已有來自近20個研究中心的150名科學(xué)家加入其中。
脊髓損傷患者可重新走路
脊髓損傷是創(chuàng)傷等因素所致的軀體感覺、運動或自主神經(jīng)功能障礙,目前沒有明確的治療方法。據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示,每年全球新發(fā)病例為40~80例/百萬人。
首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院院長趙國光介紹,脊髓損傷所致的癱瘓可使患者失去行動能力,給患者的身心和社會行為能力帶來嚴(yán)重損害。特別是脊髓損傷的患者常為青壯年人群,因病致殘、因病致貧現(xiàn)象嚴(yán)重,給社會和家庭帶來沉重負擔(dān)。
趙國光指出,過去一直認為,截癱一旦診斷后,患者的雙下肢機能基本不存在恢復(fù)的可能性,但隨著WAP項目的出現(xiàn),以往的認識被顛覆。而通過初期的觀察發(fā)現(xiàn),部分患者不僅恢復(fù)了站立,還可以在攙扶的情況下進行簡單行走。
“不僅如此,腦機接口技術(shù)的革命性突破,還有望幫助脊髓截癱患者恢復(fù)運動機能和日常生活能力?!壁w國光解釋,患者通過腦電信號控制外骨骼裝置活動,可借助外界力量進行行走和站立。同時,WAP項目初步的臨床實驗表明,在長時間使用外骨骼機器人進行訓(xùn)練過后,截癱患者下肢的運動和感覺功能有所恢復(fù)。在2014年巴西世界杯的開幕式上,一位脊髓損傷后截癱9年的患者,就是在WAP項目的幫助下實現(xiàn)了站立、行走并開出世界杯第一腳球,令世界矚目。幫助這位截癱患者站立的系統(tǒng),正是一套應(yīng)用于人類的腦機雙向接口系統(tǒng)。經(jīng)過系統(tǒng)的虛擬行走、踢球訓(xùn)練后,受試者最終學(xué)會通過腦電控制外骨骼的運動。而外骨骼腳面布滿了傳感器,每走出一步,傳感器記錄到的信號都會傳輸?shù)侥X內(nèi),從而實現(xiàn)足部對足球的感知。
我國成立亞洲唯一WAP中心
2月6日,宣武醫(yī)院舉辦了中國國際神經(jīng)科學(xué)研究所類腦智能臨床轉(zhuǎn)化研究中心成立儀式暨“重拾行走計劃”啟動會。會上,趙國光與WAP項目負責(zé)人、美國杜克大學(xué)教授米格爾·尼克萊利斯(Miguel Nicolelis)簽署了技術(shù)獨家授權(quán)合作框架?;谠摽蚣埽溽t(yī)院成為亞洲首家加入到WAP這一代表全球性腦機接口技術(shù)最高水平項目的機構(gòu)。
據(jù)介紹,宣武醫(yī)院是我國神經(jīng)科學(xué)的初創(chuàng)基地,也是培育神經(jīng)科學(xué)人才的搖籃之一,集神經(jīng)科學(xué)醫(yī)療、教學(xué)、科研于一體,是我國神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域重要的中堅力量。長期以來,該院都以神經(jīng)科學(xué)和老年醫(yī)學(xué)為特色。此次依托于宣武醫(yī)院成立的“類腦智能中心”,獲得了WAP項目獨家授權(quán),并成為亞洲唯一的WAP中心。未來,雙方將建立聯(lián)合實驗室,探索外骨骼機器人在截癱患者康復(fù)中的具體應(yīng)用,為廣大脊髓損傷患者重拾行走能力而不懈努力。同時,該中心的研究范疇,還將涵蓋神經(jīng)系統(tǒng)疾病的各個領(lǐng)域,閉鎖綜合征、肌萎縮側(cè)索硬化癥、帕金森病、癲癇、老年癡呆、顱內(nèi)動脈瘤和缺血性疾病、神經(jīng)腫瘤等患者,也將因此受益。
據(jù)悉,“類腦智能中心”的研究方向,主要包括以下五方面:
一是海量腦電信號的提取、解讀與利用,通過腦電信號分析和腦機接口等新技術(shù),結(jié)合醫(yī)學(xué)與工程學(xué)手段,達到幫助患者實現(xiàn)功能恢復(fù)的終極目的。
二是借助多模態(tài)手段的高級腦功能與認知科學(xué)研究,了解人類高級智能背后的機制與奧秘,理解不同神經(jīng)環(huán)路的功能,改善帕金森、阿爾茨海默病等疾病的診治手段。
三是基于大量數(shù)據(jù)如基因、影像、電生理等,進行智能化診斷技術(shù)的開發(fā),如腫瘤的自動識別與標(biāo)記,通過現(xiàn)代化的智能手段來提升診療的精確度。
四是開展計算機數(shù)字模擬技術(shù)的研究,如腦血管病的血流動力學(xué)、脊柱神經(jīng)的力學(xué)模擬技術(shù)研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動模擬等,了解疾病發(fā)生過程中可能的動態(tài)過程,進而指導(dǎo)臨床的實際工作。
五是進行神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)智能設(shè)備的開發(fā),如智能腫瘤切除設(shè)備、顱內(nèi)信號探測設(shè)備等。