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生命 | 帕金森有望被攻克 脑机接口技术带来康复希望

 南相子 2017-09-15
  人机合一,这个常常在科幻电影里出现的词汇,现在开始越来越多地出现在我们的生活当中。
  本集《生命密码》我们将看看,脑机接口技术如何为残障人士带来全新的康复希望,也将畅想未来,看半机械人、超人类主义将为社会带来怎样的变革与挑战。
  本期嘉宾信息
  明东,天津大学医学工程与转化医学研究院院长,天津神经工程研究中心主任。
  弗兰西斯 瓦力迪欧拉, 西班牙巴塞罗那医院神经病学顾问医师。
  什么是神经工程?
  听过化学工程,土木工程,机械工程,但是神经工程小编真是没听说过。什么是神经工程呢?
  脑机接口这个前沿的领域是一个多学科交叉的领域,负责这个领域的专业就叫做神经工程,它是由神经科学和工程技术手段相融合产生的一个新兴的学科方向。那么实际上,神经工程和神经科学最大的一个区别就是,它可以将神经科学所提供的一系列的原理、机制、方式方法等等,通过工程技术来予以实现,同时可以增强神经机能,对神经疾病的治疗起到一个有益的效果。
  目前为止,神经工程在电脑接口领域有很多代表性的研究成果,比如神经假体中的人工耳蜗、人工视网膜,以及人工运动神经假体里边的神经肌肉刺激,还有很多研究者非常关心的记忆假体等等。
  电脑接口技术如何治愈帕金森
  脑深部电刺激法是一种典型的电脑接口技术。
  自20世纪90年代起,脑深部刺激的方法已经被用来治疗一些有运动障碍的病人,例如帕金森症患者。脑深部电刺激法本质上来说,相当于一台大脑起搏器,两个电极被插入到大脑中,用来刺激特定的大脑区域。电极通过释放电流来纠正异常的神经活动,从而使运动功能正常化。
  帕金森症是一种渐变性的神经紊乱,会影响人的中枢神经系统。它的症状包括身体颤抖、僵硬、紧绷、行走困难,在某些情况下,甚至无法张口说话。但当医生打开电极之后,这些帕金森症的症状神奇地消失了。
  目前这种治疗方案非常的经验主义,植入电极之后才知道这样做有没有用,这也是为什么现在会使用电疗的方法。在电极被植入到大脑之后,我们开始寻找最佳的电疗方法。我们并不完全了解这种疗法的作用方式,只能反复试验。
  脑深部电刺激法的原理是什么
  脑深部的电刺激技术,又被称为DBS,也称为脑起搏技术。实际上它就是通过这种电刺激的物理手段,来直接干预我们异常放电的神经核团。脑深部电刺激法现处于临床试验阶段,通过刺激40多处的大脑部位来治疗30种不同的疾病。这些疾病在临床上很常见,包括慢性疼痛、肥胖以及抑郁。
  现在国内的研究团队已经将这个技术做得非常的出色,很多临床病人的健康因此得到了恢复。类似于这样的技术,都是神经工程中非常重要的手段,能够起到吃药或者开刀等临床处理的手段所不能起到的效果。
  随着科技的发展,神经工程已经逐渐有向医学治疗发展的趋势了。
  脑深部电刺激疗法有助于神经疾病的患者恢复健康。那么这个所谓的电刺激疗法,和我们经常听到的用于治疗同性恋的电击疗法,到底有什么区别呢?
  电击疗法与DBS的区别
  电击疗法与DBS(脑深部电刺激法)是两种不同的治疗方式,虽然它们采用的是相同的电刺激,但还是存在区别的。第一点不同就是DBS(脑深部电刺激法)相对于普通的电击疗法来说,它的作用靶点更精准,它刺激的主要是特定的病理性的神经核团。那么对于电击疗法来说的话,它可能是刺激整个人体或者系统。
  第二个的话,就是DBS是植入的,为了保证它的精准性,需要把它植入到特定的位置上去,但是电击疗法完全是在体外的,当然适应症也不一样。DBS可能更适合于某些精准调控的,比如说帕金森、癫痫等疾病,那么它通过这种直接在异常发作的位点上的干预,实现这种疾病的治疗。
  脑机接口技术如何治疗疾病?
  脑深部电刺激法在临床上取得了巨大的成功,在科研人员和医护工作者的不断努力下,愈发成熟的脑机接口技术也将在神经系统疾病的治疗和康复方面发挥越来越重要的作用。
  脑机接口至少从三个层可以对一些神经系统的疾病带来帮助。首先,它有利于理解这些疾病的发病机制,对此做出一个描述和科学上的探索。
  那第二个,我们也可以通过脑机接口技术帮助某些特异性疾病的早期的发现和诊断。比如说我们都知道的阿尔茨海默症,它会给很多老人带来巨大的困扰。对于阿尔茨海默症,尽早发现,及时干预和治疗是极其重要的。脑机接口可以通过对病理信息的解读,做出一个有效的判断,比如说通过影像、电生理等办法,在早期发现和阿尔茨海默症发病相关的某些信息特征,予以解读以后实现预警。
  第三个呢,就是干预治疗和康复,脑机接口可能用得最多的是在第三种里面,通过脑控的机器人的辅助来进行康复和护理。在伯克利大学,米歇尔·马哈比斯和约翰·卡梅纳在试图使脑部的植入物更加小型化,他们称之为“神经尘埃”。这些小型化的植入物可以用来替换现有的笨重的植入物,用来控制机械手臂和脑深部电刺激技术,甚至用来监控和调节任何身体器官的运行。
  结语
  我们正处在一个特殊的历史节点,你可以设想,在10或15年后,会有很多非常小的物体能够持续不断地反馈你的神经系统运行状态、腺体运行状态,或者其他器官的运行状态。通过这些物体,甚至能够向人体器官输入某些指令。虽然我们对于人类的大脑还知之甚少,但如果有一天科学家能够完全地了解大脑,那么人类的进一步进化就会更加可期,而且从理论上来看,我们就可以完美地构造自己。
  编辑:田园、蒙小度

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