虚拟现实和外骨骼人机界面助脊髓损伤者康复

雷锋网 (搜索“雷锋网”公众号关注) 按：本文作者Samuel K. Moore，来源spectrum，由雷锋网独家编译，未经许可拒绝转载！

由杜克大学神经科学家Miguel A. Nicolelis领导的科学家和工程师团队，宣称一组受到脊髓损伤的病患们在使用Occulus Rift的 虚拟现实 仪器和机器人外骨骼结合的人机界面训练走路后，重新获得了自由移动大腿肌肉去感受触摸和痛苦的能力。

这项研究成果来源于一个历时12个月的人机试验训练实验，它使许多经历过重大事故的病患们得到了很大程度的康复。科学家们把研究成果发表在了期刊Scientific Reports上。

在治疗过程中，非侵入式的以脑电波图为基础的人机界面发挥的作用非常巨大。在虚拟现实锻炼中，病患们需要想象自己在一个虚拟的场景里行走。一开始，脑电波图不会捕捉与行走相关的脑信号。

“当你说话或是移动双手的时候，你的大脑会进行活动。” Nicolelis说。“但是因为骨髓损伤，大脑几乎完全失去了对下肢的控制。”

触觉反馈系统也辅助了这项训练。每个病患要在手臂上穿上带有硬币大小的振动器的袖子。病患每走一步，这些振动器就能产生一个触觉信号。走在草地上的信号和走在沙地上的信号是不同的。

在Lokomat和Aertech打造的机器人行走训练器的辅助下，病患们渐渐地将步伐移动到了真实的世界中。他们也可以交替使用通过人机界面控制的外骨骼设备——这个设备曾在2014年世界杯开幕式上展示过。  

在一次记者发布会上，Nicolelis说，改变病患的瘫痪状态并不是这项研究的目的。“我们的目标是打造义肢。”他还补充道：“经过六个月的训练和2014年的世界杯上的展示，我们才开始意识到这些患者的神经在慢慢康复。”

“之前有研究表明很多被诊断为完全瘫痪的病人们还有一些完好无损的骨髓神经，”Nicolelis对媒体宣称。“这些神经也许会保持沉默好几年，因为从皮质到肌肉都没有发射信号。而人机界面训练会重新唤醒这些神经。尚存的纤维数量太小，以至于无法把大脑皮质运动区的信息传递到骨髓神经。  

这项研究的目的并不是提高四肢的神经控制。专家们告诉National Public Radio，因为没有对照组，加上虚拟现实训练和和外骨骼训练没有分开，所以他们无法得知治疗各部分的作用，并无法把它们和其他治疗方法作对比。                       

Nicolelis还说，虽然这项试验只进行了12个月，但其实病患们已经接受了为期长达两年的训练治疗。他希望有更多人能关注到这些病患的康复程度。他们还计划让近期经历脊髓损伤的病患们参加实验（要知道，之前参加训练的都有三到十四年不等的病史），看看及时的治疗是否能在短时间内让他们实现康复。

via spectrum