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智能地治愈瘫痪,不只仅是站立行走

发布者:马同明
导读还记得上世纪“超人”的扮演者克里斯托弗·里夫吗?银幕里,这位身高1米94、身体魁梧的“超人”有着安康的体魄,乐于助人的肉体,总是披荆斩棘,救人于生死之间。但是在理想中,超人的扮演者里夫却因骑马时不测摔断颈椎,招致脊髓严重受损,余生都将与轮椅渡过。 但“超人”永远拥有着钢铁般的意志,即便面临如此剧变,里夫也不曾保持

智能地治愈瘫痪,不仅仅是站立行走还记得上世纪“超人”的扮演者克里斯托弗·里夫吗?银幕里,这位身高1米94、身体魁梧的“超人”有着安康的体魄,乐于助人的肉体,总是披荆斩棘,救人于生死之间。但是在理想中,超人的扮演者里夫却因骑马时不测摔断颈椎,招致脊髓严重受损,余生都将与轮椅渡过。

但“超人”永远拥有着钢铁般的意志,即便面临如此剧变,里夫也不曾保持希望,他一直悲观地以为,随着科技开展,“终无方法治愈”。

惋惜的是,里夫没能等到彻底治愈瘫痪的办法就不幸逝世,但在将来的五到十年间,有数像里夫一样依托轮椅生活的瘫痪患者,或许能完成这位“超人”未能完成的愿望——治愈瘫痪。

治愈瘫痪,从“说出来”到“站起来”


想要治愈瘫痪,我们首先得理解瘫痪的病因。目前来看,许多瘫痪是由外力损伤脊髓而形成的,脊髓受损,从而打断了大脑向四肢颐指气使的通路。

给大家打个比如,脊髓神经就是一座桥,我们的大脑在桥的一边,躯干就是桥的另一边,脊髓受损就是桥断了,而且这个桥还特别精密,难以修复,招致两边联络不上,就呈现了瘫痪的症状。

这时分怎样办?当然是重新建一座桥,把两边再次衔接起来,也就是绕过损坏的神经,建造一个神经旁路。

智能地治愈瘫痪,不仅仅是站立行走

综合治愈瘫痪的整个历程,智能绝对论将其分为三个阶段,第一个阶段是脑机互动,认识表达,也就是让得到说话才能的瘫痪人士比方渐冻症患者,可以完成用“意念”打字,操作办法次要是经过在大脑中植入电极,捕获精准的电信号,并让电极与计算机通讯,这个阶段自1998年始,医生在一个不能说话的瘫痪者的大脑中装置了一个电极,使其经过计算机完成了与人的交流。

第二个阶段则在第一个阶段根底上完成,即脑机结合,认识操控。也就是让瘫痪人士可以经过本人的意念来操控外接设备,比方机械臂等。

这两个阶段的成功都归功于近年来疾速开展的脑机接口技术,人们可以先解码大脑信号,然后经过计算机枢纽,让大脑和内部设备相连,从而完成认识的表达以及认识操控机械。我们在已去世的伟大迷信家霍金所运用的机械设备中也能理解一二。

第三个阶段或许更接近瘫痪患者的想象,那就是用本人的双手轻新掌控,用本人的双足重新行走,即无线网络,控制躯干。也就是应用无线发射器将大脑中神经元的信号传递到躯干内的电安慰器中,使躯干可以活动。

而让瘫痪的下肢本人动起来,则是一项关键技术。人们先后在大鼠、猴子身上做过实验,让它们完成了站立和挪动,但是,此项技术还未成熟,还无法运用在人类身上。

科幻地消灭瘫痪要分几步


即便我们目前的研讨曾经到了第三个阶段,但是要更好地协助瘫痪者康复还是任重而道远。

人们从椅子上起身,走出房间,打开门……这一系列举措,人们大约连想都不会想它们是如何完成的,但关于迷信家们来说,这些复杂的举措却有着非常冗杂的信息,这里最大的成绩就是大脑解码,人们的脑电活动就好比是纷杂的信号陆地,迷信家们必需要剔除有数搅扰,才干找到控制下肢活动的关键信号。

目前,我们抵达的第三阶段,所依赖的电信号仅仅能让躯干伸展和弯曲,还无法完成更精密的举措,比方捻起一根针。而关于下肢,我们更是难以改动它的运动方向,或是越过地上的妨碍物。

其次,假如将这种无线控制的技术运用到人类身上,还必需思索全体的成绩,即如何让人顺应直立行走时的身体均衡。

最初,瘫痪患者易呈现临时不活动所惹起的并发症,比方肺炎、骨折、血栓、皮肤决裂、肠道疾病等。最重要的是,临时的瘫痪患者的肌肉萎缩,肌肉弹性远远比不上正常人,如何防止并发症的呈现,恢复患者的肌肉弹性也是治愈瘫痪时必需要考虑的。

面对这样的状况,人工肌肉或许是一个好方法。目前,很多团队都在研讨“人工肌肉”这一项目,这也被业内认定为极具开展潜力。侥幸的是,在中国,我们曾经有了长足提高。

据南京大学官网音讯,该校与斯坦福大学协作,应用配位键设计分解了一种高弹性的自修复资料,可以分解人工肌肉,且具有应变高、柔软性好、质轻、无噪声等特点。

在未来,这个项目估量能为人工智能的仿生化添上一大助力。除此之外,这关于肌肉有缺陷的人们来说也是一个福音。

智能地治愈瘫痪,不仅仅是站立行走

内部躯干成绩有理解决方向,但最大的成绩还是大脑信号的传达。我们要如何捕获到百万单位的神经元活动细节?并且还要在大脑中足够深化,提醒出大脑处置感官输出信号的原理,并借此来翻开控制感官输出的大门。

虽然察看大脑信号困难重重,不过最近Rice大学发现了一种更好更直接的方式来察看大脑的信号。目前,研讨团队正在开发一种扁平化的显微镜,名字叫做FlatScope。它可以在我们的大脑中监视和触发被修正的神经元,并且在活动之后被激活。但其成效如何,还需张望。

最重要的是,感知拥抱的温度


瘫痪患者由于脊髓高度损伤,无法挪动肢体,也无任何直觉,,而不论是假肢还是“天然肌肉”,这些与外界接触的介质都是假的,缺乏真正的感知零碎。即便应用了我们人体真正的躯干,但由于它是经过无线脑绕过神经零碎的损伤安慰躯干里的体电子元件来完成运动,所以我们依旧无法感遭到身体的反应。

在实验中,虽然给予肌肉不同类型的安慰的确能给大脑带来不同的觉得,但神经编码与身体感知之间的详细对应关系我们还不清楚。目前独一可让神经修休学运用的反应只要视觉,这意味着参与者可以看着大脑控制躯干的操作,并作出矫正,但是,一旦物体被抓住,只要经过躯体传达的觉得信息人们才干巧妙地操纵这个物体。

而且,发生真实体感是非常重要的,比方恋人的牵手,冤家之间的拥抱,恋慕、温情的觉得都依赖于躯干被触碰时感遭到的力度和暖和。

面对患者的感知需求,经过确定电极植入的精确方式,使脑中躯体觉得皮质区域遭到安慰发生出特定的觉得,编写出电极安慰与身体觉得之间关系的对应词典就显得非常重要了。

近些年来,迷信家们也不断在努力于此,加州理工学院(Caltech)的迷信家们已经经过一组巨大的电极安慰脑部的某一区域,初次使得瘫痪患者的手臂上惹起了自然觉得。这一打破也让我们看到了瘫痪病人自然感知外界的希望。

结论


在全球,无数百万人饱受瘫痪的折磨,这些患者总是拼本次涌现的 AI、区块链和物联网热潮不同于以往,将对产业、社会和生活产生真正堪称“颠覆性”的变革。IT 技术人员需要全方位地“换脑”:对原有的知识结构进行全面刷新,全面升级。尽全力才干迈出一小步,在疾病中挣扎着维持他们正在萎缩的躯体,他们无时不刻的想要逃离轮椅随同的生活。目前,虽然无线脑—体电子元件的治愈技术以及感知技术还未到达成熟,但在各方努力下,置信瘫痪人士们终将重新站立并感知世界的温度。(文/颜璇)

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