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導讀人機合一,這個常常在科幻電影里出現的詞匯,現在開始越來越多地出現在我們的生活當中。本集《生命密碼》我們將看看,腦機接口技術如何為殘障人士帶來全新的康復希望,也將暢想未來,看半機械人、超人類主義將為社會帶來怎樣的變革與挑戰(zhàn)。本期嘉賓信息明東,天津大學醫(yī)學工程與轉化醫(yī)學研究院院長,天津神經工程研究中心主任。...
人機合一,這個常常在科幻電影里出現的詞匯,現在開始越來越多地出現在我們的生活當中。
本集《生命密碼》我們將看看,腦機接口技術如何為殘障人士帶來全新的康復希望,也將暢想未來,看半機械人、超人類主義將為社會帶來怎樣的變革與挑戰(zhàn)。
本期嘉賓信息
明東,天津大學醫(yī)學工程與轉化醫(yī)學研究院院長,天津神經工程研究中心主任。
弗蘭西斯 瓦力迪歐拉, 西班牙巴塞羅那醫(yī)院神經病學顧問醫(yī)師。
什么是神經工程?
聽過化學工程,土木工程,機械工程,但是神經工程小編真是沒聽說過。什么是神經工程呢?
腦機接口這個前沿的領域是一個多學科交叉的領域,負責這個領域的專業(yè)就叫做神經工程,它是由神經科學和工程技術手段相融合產生的一個新興的學科方向。那么實際上,神經工程和神經科學最大的一個區(qū)別就是,它可以將神經科學所提供的一系列的原理、機制、方式方法等等,通過工程技術來予以實現,同時可以增強神經機能,對神經疾病的治療起到一個有益的效果。
目前為止,神經工程在電腦接口領域有很多代表性的研究成果,比如神經假體中的人工耳蝸、人工視網膜,以及人工運動神經假體里邊的神經肌肉刺激,還有很多研究者非常關心的記憶假體等等。
電腦接口技術如何治愈帕金森
腦深部電刺激法是一種典型的電腦接口技術。
自20世紀90年代起,腦深部刺激的方法已經被用來治療一些有運動障礙的病人,例如帕金森癥患者。腦深部電刺激法本質上來說,相當于一臺大腦起搏器,兩個電極被插入到大腦中,用來刺激特定的大腦區(qū)域。電極通過釋放電流來糾正異常的神經活動,從而使運動功能正?;?。
帕金森癥是一種漸變性的神經紊亂,會影響人的中樞神經系統(tǒng)。它的癥狀包括身體顫抖、僵硬、緊繃、行走困難,在某些情況下,甚至無法張口說話。但當醫(yī)生打開電極之后,這些帕金森癥的癥狀神奇地消失了。
目前這種治療方案非常的經驗主義,植入電極之后才知道這樣做有沒有用,這也是為什么現在會使用電療的方法。在電極被植入到大腦之后,我們開始尋找最佳的電療方法。我們并不完全了解這種療法的作用方式,只能反復試驗。
腦深部電刺激法的原理是什么
腦深部的電刺激技術,又被稱為DBS,也稱為腦起搏技術。實際上它就是通過這種電刺激的物理手段,來直接干預我們異常放電的神經核團。腦深部電刺激法現處于臨床試驗階段,通過刺激40多處的大腦部位來治療30種不同的疾病。這些疾病在臨床上很常見,包括慢性疼痛、肥胖以及抑郁。
現在國內的研究團隊已經將這個技術做得非常的出色,很多臨床病人的健康因此得到了恢復。類似于這樣的技術,都是神經工程中非常重要的手段,能夠起到吃藥或者開刀等臨床處理的手段所不能起到的效果。
隨著科技的發(fā)展,神經工程已經逐漸有向醫(yī)學治療發(fā)展的趨勢了。
腦深部電刺激療法有助于神經疾病的患者恢復健康。那么這個所謂的電刺激療法,和我們經常聽到的用于治療同性戀的電擊療法,到底有什么區(qū)別呢?
電擊療法與DBS的區(qū)別
電擊療法與DBS(腦深部電刺激法)是兩種不同的治療方式,雖然它們采用的是相同的電刺激,但還是存在區(qū)別的。第一點不同就是DBS(腦深部電刺激法)相對于普通的電擊療法來說,它的作用靶點更精準,它刺激的主要是特定的病理性的神經核團。那么對于電擊療法來說的話,它可能是刺激整個人體或者系統(tǒng)。
第二個的話,就是DBS是植入的,為了保證它的精準性,需要把它植入到特定的位置上去,但是電擊療法完全是在體外的,當然適應癥也不一樣。DBS可能更適合于某些精準調控的,比如說帕金森、癲癇等疾病,那么它通過這種直接在異常發(fā)作的位點上的干預,實現這種疾病的治療。
腦機接口技術如何治療疾???
腦深部電刺激法在臨床上取得了巨大的成功,在科研人員和醫(yī)護工作者的不斷努力下,愈發(fā)成熟的腦機接口技術也將在神經系統(tǒng)疾病的治療和康復方面發(fā)揮越來越重要的作用。
腦機接口至少從三個層可以對一些神經系統(tǒng)的疾病帶來幫助。首先,它有利于理解這些疾病的發(fā)病機制,對此做出一個描述和科學上的探索。
那第二個,我們也可以通過腦機接口技術幫助某些特異性疾病的早期的發(fā)現和診斷。比如說我們都知道的阿爾茨海默癥,它會給很多老人帶來巨大的困擾。對于阿爾茨海默癥,盡早發(fā)現,及時干預和治療是極其重要的。腦機接口可以通過對病理信息的解讀,做出一個有效的判斷,比如說通過影像、電生理等辦法,在早期發(fā)現和阿爾茨海默癥發(fā)病相關的某些信息特征,予以解讀以后實現預警。
第三個呢,就是干預治療和康復,腦機接口可能用得最多的是在第三種里面,通過腦控的機器人的輔助來進行康復和護理。在伯克利大學,米歇爾·馬哈比斯和約翰·卡梅納在試圖使腦部的植入物更加小型化,他們稱之為“神經塵?!?。這些小型化的植入物可以用來替換現有的笨重的植入物,用來控制機械手臂和腦深部電刺激技術,甚至用來監(jiān)控和調節(jié)任何身體器官的運行。
結語
我們正處在一個特殊的歷史節(jié)點,你可以設想,在10或15年后,會有很多非常小的物體能夠持續(xù)不斷地反饋你的神經系統(tǒng)運行狀態(tài)、腺體運行狀態(tài),或者其他器官的運行狀態(tài)。通過這些物體,甚至能夠向人體器官輸入某些指令。雖然我們對于人類的大腦還知之甚少,但如果有一天科學家能夠完全地了解大腦,那么人類的進一步進化就會更加可期,而且從理論上來看,我們就可以完美地構造自己。
編輯:田園、蒙小度