癱瘓少年變身“鋼鐵俠”

白楊

2014年巴西世界杯開幕式上負責開球的不是著名足球明星，而是一位癱瘓的巴西少年。在開幕式上，當看到這名癱瘓少年從容不迫地從輪椅上站起來大腳開球時，在場的人無不瞠目結舌，而他身上的“行頭”也引起了所有人的關注。這里面到底有什么玄機呢？原來他是借助先進的機械外骨骼裝置，通過大腦意念的控制從輪椅上站起來大腳開球的。這也是科技史上首個實現機械外骨骼裝置受癱瘓患者大腦活動控制的案例。

外骨骼裝置的原理

這套裝置通過患者大腦意識活動產生的信號進行控制，大腦活動信號由放置在患者大腦皮層上的電極探測到。信號被無線傳輸至使用者攜帶的計算機系統上，再轉換成機械動作。傳感器連接機械外骨骼機構，能夠將觸覺、溫度和力量信息反饋至使用者，相關的信息可反饋在視頻顯示器或者振動電機上。

要想讀取大腦中的指令，需要把電極直接植入癱瘓患者的大腦中。在放置電極時，不僅要把電極植入顱骨下的腦組織內，而且要使電極能同時探測大腦皮層上的更多神經元。運動皮層是大腦內負責產生運動指令的區域，它發出的指令通常會傳遞到脊髓，控制和協調肌肉活動，因此很多電極都會被植入運動皮層。一些神經科學家認為，通過腦電圖等無創手段來記錄大腦活動，可以反映出意識和肌肉之間的對應關系，但目前這個想法還沒有實現。

要處理來自傳感器的海量數據，還要為癱瘓患者專門研制出新一代神經芯片。……