新技術：腦電波控制系統讓癱瘓患者走起來了！

　　一項新的研究表明，一個26歲男子在雙腿癱瘓五年后，利用用腦電波控制系統和能支持他體重背帶系統，他成功邁出了步子。這項研究發表在本月23日的《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。為了重獲走路的能力，病人頭頂戴著特殊的帽子，帽子上布滿電極可以檢測到他的腦部電波信號，然后轉化為電信號。這些電信號與腦電圖測試時的信號類似。這些電信號被送到了一臺電腦，這臺電腦可以“解碼”這些電信號。然后，利用解碼后的信息，再由電腦模擬出腿部神經應該接收到的神經信號，即電腦發送指令到另一個裝置，這個裝置可以刺激了人的腿的神經，引起肌肉運動，從而幫助這個人邁出步子。

　　使用這個系統，脊髓損傷的這位病人在已經癱瘓了五年后，能夠行走約12英尺（3.66米）。他使用了一個學步車，并穿了一套背帶，提供一些身體重量的支持，以防止腿部肌肉無力導致他跌倒。參考視頻：Paralyzed Man Walks Again With EEG System Help | Video。

　　“即使經過多年的脊髓損傷，腿部無法使用。但是大腦并未受到太大影響，似乎仍然可以產生神經信號和相應的腦電波，可以用來指示基本的行走動作。”該研究的共同作者之一，加利福尼亞大學埃文分校神經病學助理教授An Do，Irvine，在一份聲明中說：“我們發現，在完全脊髓損傷后，你可以恢復直覺，大腦還可以控制行走。”

　　在以前的研究中，人們已經使用了類似的大腦控制系統（稱為腦-機接口）來移動假肢，如一個機械手臂。而在去年，一個癱瘓的患者Juliano Pinto用自己的大腦來控制外骨骼，完成了2014年世界杯的第一個點球。而這項新的研究提供了一種證明，即一個雙腿完全癱瘓的患者，仍然可以使用大腦來控制雙腿，如果結合腦電波控制系統，可以用來刺激腿部肌肉和恢復行走。然而，研究人員也認同，這個研究只是基于一個病人，因此需要更多的參與者，看看其他癱瘓患者是否可以受益于該技術。不過，該系統的成功是重要的一步，可以恢復或改善腿部肌肉，對于進一步完善該系統并應用到更多的患者已經做出了很好的嘗試。

　　研究人員們提到，在該男子使用該系統之前，他首先進行了一定的心理訓練，學習使用他的腦電波來控制虛擬現實中的雙腿。雖然雙腿屬于患者，但是他的腦部并不能直接控制。此外，患者還接受了身體訓練以增強腿部肌肉。然后，當他被背帶和學步車支撐住的時候，病人使用了大腦控制系統來練習走路。研究人員稱，在暫停的20次之后，他能夠在地面上緩慢行走了。在這個案例中，患者被控制的裝置稱為Parastep，可以為腿部肌肉提供電刺激模擬神經活動，來促進肌肉運動。

　　這項研究利用患者自己的腦部信號，成功實現了對腿部肌肉的刺激和控制。這種腦信號-腿部刺激的耦合，使得患者相信自己可以控制自己的雙腿，從而更有對行走的自信和渴求。研究人員還認為，在未來，技術上的改進可能可以讓整個系統小型化，并可以一部分植入患者身體，如腦部、脊髓等區域。這樣患者將不需要進行繁瑣的設備安裝和拆卸。

　　此外，背部肌肉的電刺激可以幫助激活肌肉，并幫助病人保持身體直立，從而不需要使用背帶和學步車來支撐身體。研究人員試圖在目前的研究中進行這項研究，但這種刺激會干擾患者的腦電波的檢測，如何進行二者的平衡則是個很重要的問題。研究人員最后說，“在未來，開發新的算法來過濾掉這些干擾信號，或開發一個完全植入式的腦-機接口系統，可能使我們能夠克服這個問題，從而讓患者不需要外部設備來支撐體重。”