新技术：脑电波控制系统让瘫痪患者走起来了！

    一项新的研究表明，一个26岁男子在双腿瘫痪五年后，利用用脑电波控制系统和能支持他体重背带系统，他成功迈出了步子。这项研究发表在本月23日的《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。为了重获走路的能力，病人头顶戴着特殊的帽子，帽子上布满电极可以检测到他的脑部电波信号，然后转化为电信号。这些电信号与脑电图测试时的信号类似。这些电信号被送到了一台电脑，这台电脑可以“解码”这些电信号。然后，利用解码后的信息，再由电脑模拟出腿部神经应该接收到的神经信号，即电脑发送指令到另一个装置，这个装置可以刺激了人的腿的神经，引起肌肉运动，从而帮助这个人迈出步子。

　　使用这个系统，脊髓损伤的这位病人在已经瘫痪了五年后，能够行走约12英尺（3.66米）。他使用了一个学步车，并穿了一套背带，提供一些身体重量的支持，以防止腿部肌肉无力导致他跌倒。

　　“即使经过多年的脊髓损伤，腿部无法使用。但是大脑并未受到太大影响，似乎仍然可以产生神经信号和相应的脑电波，可以用来指示基本的行走动作。”该研究的共同作者之一，加利福尼亚大学埃文分校神经病学助理教授An Do，Irvine，在一份声明中说：“我们发现，在完全脊髓损伤后，你可以恢复直觉，大脑还可以控制行走。”

　　在以前的研究中，人们已经使用了类似的大脑控制系统（称为脑-机接口）来移动假肢，如一个机械手臂。而在去年，一个瘫痪的患者Juliano Pinto用自己的大脑来控制外骨骼，完成了2014年世界杯的第一个点球。而这项新的研究提供了一种证明，即一个双腿完全瘫痪的患者，仍然可以使用大脑来控制双腿，如果结合脑电波控制系统，可以用来刺激腿部肌肉和恢复行走。然而，研究人员也认同，这个研究只是基于一个病人，因此需要更多的参与者，看看其他瘫痪患者是否可以受益于该技术。不过，该系统的成功是重要的一步，可以恢复或改善腿部肌肉，对于进一步完善该系统并应用到更多的患者已经做出了很好的尝试。

　　研究人员们提到，在该男子使用该系统之前，他首先进行了一定的心理训练，学习使用他的脑电波来控制虚拟现实中的双腿。虽然双腿属于患者，但是他的脑部并不能直接控制。此外，患者还接受了身体训练以增强腿部肌肉。然后，当他被背带和学步车支撑住的时候，病人使用了大脑控制系统来练习走路。研究人员称，在暂停的20次之后，他能够在地面上缓慢行走了。在这个案例中，患者被控制的装置称为Parastep，可以为腿部肌肉提供电刺激模拟神经活动，来促进肌肉运动。

　　这项研究利用患者自己的脑部信号，成功实现了对腿部肌肉的刺激和控制。这种脑信号-腿部刺激的耦合，使得患者相信自己可以控制自己的双腿，从而更有对行走的自信和渴求。研究人员还认为，在未来，技术上的改进可能可以让整个系统小型化，并可以一部分植入患者身体，如脑部、脊髓等区域。这样患者将不需要进行繁琐的设备安装和拆卸。

　　此外，背部肌肉的电刺激可以帮助激活肌肉，并帮助病人保持身体直立，从而不需要使用背带和学步车来支撑身体。研究人员试图在目前的研究中进行这项研究，但这种刺激会干扰患者的脑电波的检测，如何进行二者的平衡则是个很重要的问题。研究人员最后说，“在未来，开发新的算法来过滤掉这些干扰信号，或开发一个完全植入式的脑-机接口系统，可能使我们能够克服这个问题，从而让患者不需要外部设备来支撑体重。”