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在电影《阿凡达》中,杰克通过脑机接口设备让意识操控阿凡达的躯体在潘多拉星球自由驰骋,这一科幻场景令人神往。虽然电影中的技术远超现实,但它启发了人们对脑机接口(BCI)的想象。现实中,科学家正在研究如何通过脑电波控制外部设备,帮助瘫痪患者恢复行动能力。
如今,在山西医科大学第一医院,类似的“意念操控”已成为现实。3月11日,康复医学科副主任医师李雯燕介绍,国产人工智能多模态脑机接口设备正帮助偏瘫患者重新抬起手臂、握紧手掌;无创脑机接口+外骨骼的结合,更助力他们摆脱轮椅束缚,迈出康复之路的关键步伐。
上午9时,63岁的脑梗患者牛大志(化名)戴着脑电采集设备,意念下达行走指令后,系统便能精准捕捉到他大脑运动皮层的神经电信号,实时驱动外骨骼机器人带动肢体完成迈步动作。“这是无创脑机接口与外骨骼的创新结合,核心优势在于强化患者主动参与,充分调动中枢神经调控,为偏瘫患者重建行走能力提供了新路径。”李雯燕介绍,牛大志患脑梗后行动不便,腿使不上劲,经过系统训练一个月,现在每天可稳定行走近万步。
目前,每天有十多名患者在这里运用此设备进行康复训练,已有多位脑卒中偏瘫患者通过该组合技术实现康复突破,部分患者在系统训练后已能脱离辅助独立行走。该技术凭借双向反馈机制,持续强化大脑与肢体的神经连接,推动康复模式从经验驱动向数据驱动、智能驱动转型,其安全性与有效性已得到临床充分验证。
作为无创神经调控与脑机接口领域的十年先行者,该院康复医学科团队已服务数千名神经损伤患者,积累的海量临床数据构建出多维度“脑功能地图”,为国产脑机接口设备的算法训练提供了核心支撑,也为偏瘫康复的技术突破奠定了坚实基础。
在偏瘫手康复方面,国产人工智能多模态脑机接口设备通过非侵入式电极帽采集患者运动想象产生的脑电信号,经AI算法快速解码转化为控制指令。患者只需在意念中想象“抓握”或“伸展”,设备便能驱动手部康复器械执行相应动作,同时通过视觉反馈让患者直观感知效果,形成“意图-行动-反馈-强化”的闭环康复模式。脑出血4年的患者老刘此前手部不灵活,写字不流畅,经过10次脑机接口康复治疗后,目前写字轻松,恢复了正常状态。
传统康复多以被动训练为主,患者参与度与依从性普遍不高,而脑机接口技术将康复模式由被动接受转为主动参与,有效激活中枢神经重塑。一位脑卒中后右手蜷曲的患者,经过该设备训练一个月,其上肢功能评分已显著提升,这项技术有效解决了脑电信号信噪比低、运动意图解码精度不足的行业关键问题。
未来,该团队将进一步深化与高校、科研机构的合作,持续优化算法与设备,并将技术拓展至昏迷、抑郁症、失眠等神经精神疾病的康复领域延伸。 记者田勇文/摄