杜克大学借助VR技术实现神经系统重生治疗瘫痪患者

时间：2016-09-01 19:28:33 来源：作者：网络

原标题：杜克大学VR瘫痪实验新成果神经系统奇迹重生

2014年6月12日，一名巴西瘫痪少年将在脑控外骨骼的帮助下开球，震惊了全世界。其功臣是名为The Walk Again Project（重拾行走计划）的由世界顶级科研机构共同发起的非营利国际合作项目。

现在，这个项目背后的团队发表了一份更为惊人的报告。尽管先前被确诊为不可逆的脊髓损伤，但经过一年高强度的大脑训练后，八名截瘫患者恢复了部分感觉，并能自主控制瘫痪的身体部位。

杜克大学借助VR技术实现神经系统重生治疗瘫痪患者（图1）

参加实验的人中有一名32岁的女人，之前已经瘫痪了13年的时间，在经过治疗之后甚至可以在安全带的帮助下自由移动双腿。

《科学报告》于上周发表了由杜克大学著名的神经工程学教授Miguel Nicolelis撰写的一份报告。

之前从来没有临床实验可以成功帮助失去知觉和运动能力的脊髓损伤患者恢复，或者是有任何的改善。而Nicolelis教授的实验结果连他本人都感到震惊。

Nicolelis教授表示：“在开展这个项目的时候，我们没有预料到会有如此惊人的临床效果。在之前，没有任何人能够让完全瘫痪多年的人重新活动起来。&rdquo

杜克大学借助VR技术实现神经系统重生治疗瘫痪患者（图2）

高科技疗程

这个疗程是包括脑机接口系统，以及VR和两个机器人行走系统。脑机接口对Nicolelis来说非常重要。他的团队此前就在猴子身上进行了脑机接口的实验，让他们可以控制机械肢体、计算机虚拟化身和通过思维来驾驶电子轮椅。

尽管听上去很酷，但其系统都需要开刀，这意味着，研究人员需要将电极直接植入猴子的大脑中以记录脑部活动。这对人类应用来说，很明显不是一个很好的卖点。

这项新研究并没有进行脑部手术，而是将嵌入多个电极的脑电图扫描仪作为脑机接口系统的记录元件。尽管在脑电图在捕捉神经活动时不如植入电极那么灵敏，当已经足够监控活动时的大规模脑电波，就像当我们移动时所产生的脑电波。

这个扫描仪紧紧地贴在患者脑部的运动区域以捕捉信号，然后这些信号会用于控制虚拟化身和机械外骨骼。

杜克大学借助VR技术实现神经系统重生治疗瘫痪患者（图3）

在实验的第一阶段，患者戴上了Oculus Rift，在游戏中他们会控制一名站在中场的足球运动员。研究人员告诉他们想象自己是一个3D角色，试图进行移动。患者同时也会穿上“触觉衣服”，每当虚拟角色的脚碰到地面的时候系统就会向患者提供轻微的震动。

Nicolelis表示：“触觉反馈是同步的，而患者的脑部会产生一种他们正在靠自己在行走的感觉，而不是借助设备的帮助。这会引起一个幻觉，让他们感受到自己的双腿，并以为自己在移动双腿。&rdquo

这看上去是有效的：在VR中进行12个月的训练后，患者最终可在脑控机械外骨骼的帮助下进行行走。但真正令人感到惊喜的是，不知道是什么原因，这个训练唤醒了患者沉睡已久的神经系统，刺激大脑让其重新控制身体瘫痪的部分。

所有的患者都获得了不同程度的恢复，获得了脊髓损伤部位以下的肌肉的自主控制，而最接近损伤部位的肌肉的恢复情况最好。虽然他们瘫痪的身体部分仍然不能感知到温度，但他们现在已经可以感知到轻微的触碰、疼痛和压力，在之前他们是什么都感知不到的。另外，他们的排便和膀胱控制功能也得到了改善，这表明了连接脊髓和内脏的神经得到部分程度的恢复。

Nicolelis.解释说，这减少了病人对泻药和导管的依赖，从而降低了严重感染的风险，而这是导致慢性瘫痪患者死亡的主要原因，

总的来说，他们的恢复情况是如此的惊人，一半的病人都从“完全瘫痪”升级为“部分瘫痪”。