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眾所周知，除了軍事用途之外，外骨骼系統(tǒng)還被應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，主要幫助老年人、殘疾者的下肢、神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練，幫助他們獲得再次站立、行走的能力。

近日，據(jù)『科學(xué)報(bào)告』（Scientific Reports）刊登的一項(xiàng)報(bào)告顯示，由杜克大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家 Miguel A. Nicolelis 領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)，利用 VR + 外骨骼 + 腦機(jī)接口（brain-machine interfaces，也叫大腦端口）的方案，使得一組受到脊髓損傷的病患通過訓(xùn)練，獲得行走能力的同時(shí)，還讓腿部肌肉重新獲得了觸覺感受。

Miguel A. Nicole’s 領(lǐng)導(dǎo)的這個(gè)項(xiàng)目是「再次行走計(jì)劃」（Walk Again Project）的其中一部分，該計(jì)劃旨在讓那些下半身癱瘓者或者中風(fēng)患者重新站起來，以恢復(fù)獨(dú)立生活的能力。團(tuán)隊(duì)表示，他們從 2013 年開始，就已經(jīng)啟動(dòng)了這個(gè)項(xiàng)目，讓 8 名患者加入了這場訓(xùn)練中，此次報(bào)告中展示了他們的成果。

「起初開展這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，我們也沒預(yù)料到有如此大的臨床效果，這次的研究成果表明，利用腦機(jī)接口與 VR 、外骨骼這些結(jié)合起來的設(shè)備，癱瘓患者經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練后，可提高他們下肢的活動(dòng)和感知能力，甚至能改善因癱瘓而導(dǎo)致的一些器官功能障礙，如大小便失禁等。而且到目前為止，沒有任何方法能讓完全癱瘓多年的患者重新活動(dòng)起來。」Nicolelis 說道。

這套訓(xùn)練流程大致是，患者佩戴 Oculus Rift 、外骨骼、腦機(jī)接口這幾樣設(shè)備，在虛擬現(xiàn)實(shí)場景中想象自己行走的過程，腦機(jī)接口捕捉并提取相關(guān)的信號，指示機(jī)器外骨骼帶動(dòng)下肢運(yùn)動(dòng)，長期的反復(fù)訓(xùn)練讓患者漸漸恢復(fù)行走和感知覺功能：

在這 8 名受訓(xùn)者里，一些患者經(jīng)過 7 個(gè)月的訓(xùn)練后，身體機(jī)能就開始得到了變化，4 名患者在 1 年后，下肢感知能力和肌肉控制能力發(fā)生了顯著的變化，從「完全癱瘓」轉(zhuǎn)變成「部分癱瘓」。

另外，大部分患者發(fā)現(xiàn)他們的膀胱控制能力和腸道功能得到了改善，對通便劑和導(dǎo)管的依賴大大降低。Nicolelis 表示，這可降低癱瘓患者因感染而導(dǎo)致死亡的風(fēng)險(xiǎn)。

一位 32 歲的女患者更是覺得為自己的康復(fù)情況感到不可思議，13 年來，任何訓(xùn)練和設(shè)備都沒能讓她直立起來過。而接受了項(xiàng)目 13 個(gè)月的訓(xùn)練后，如今的她能靠安全背帶自由的走動(dòng)了。

早在 2014 年，類似這樣的訓(xùn)練方法就曾出現(xiàn)在巴西世界杯開幕式上，當(dāng)時(shí)一名男孩通過腦電波控制外骨骼走進(jìn)了開幕式現(xiàn)場中。Nicolelis 的研究則更進(jìn)了一步，他們的成果表明，長期的腦機(jī)結(jié)合技術(shù)能夠讓嚴(yán)重脊髓損傷患者重新恢復(fù)神經(jīng)功能。

「一項(xiàng)早期的研究發(fā)現(xiàn)，大部分癱瘓患者的部分脊髓神經(jīng)是完好的，與大腦之間信號中斷后，信號則無法通過神經(jīng)進(jìn)行有效傳達(dá)，通過腦機(jī)接口和外骨骼可將這些『沉睡』的神經(jīng)重新激活，即使只有一小部分神經(jīng)是完好無損的，通過這種訓(xùn)練，也可以使患者機(jī)體的部分功能得以恢復(fù)。」Nicolelis 說道。

在過去的 20 年中，Nicolelis 一直致力于建立并調(diào)教腦機(jī)接口，現(xiàn)已記錄了數(shù)百種大腦神經(jīng)信號，從那些看似「雜亂無章」的信號里，他提取了控制行動(dòng)的信號，并利用這些信號成功地在外骨骼上重現(xiàn)了相應(yīng)的動(dòng)作。

在之前一次記者會上，Nicolelis 曾說過，改變病患的癱瘓狀態(tài)并不是這項(xiàng)研究的目的。「我們的目標(biāo)是打造義肢。」同時(shí)他還補(bǔ)充道：「經(jīng)過六個(gè)月的訓(xùn)練和 2014 年的世界杯上的展示，我們才開始意識到這些患者的神經(jīng)在慢慢康復(fù)。」Nicolelis 團(tuán)隊(duì)表示，他們正在考慮開發(fā)一款可以在家使用的設(shè)備，以提高便利性和降低用戶醫(yī)療成本。

信息來源：NBC NEWS、Duke Today