科幻中的“脑机接口”，是怎样走进现实的？ | 每日科普
转自：新华每日电讯
提到脑机接口
你的第一反应是什么？
是科幻电影中
炫酷十足的场景
还是意念控制行为的“超能力”？
作为科幻界的“流量担当”
脑机接口让无数人感到惊艳
那么问题来了：
在现实生活中
我们真的能看到脑机接口吗？
敲黑板！
科普时间到！
其实
脑机接口是真实存在的
并且已经在医疗领域
发挥着十分重要的作用
想要更好地了解
什么是脑机接口
我们要先从小静的故事
开始说起~
1
“奇迹”真的发生了！
几年前
一场车祸
导致小静的脊髓粉碎性骨折
经诊断为“完全性脊髓损伤”
脊髓折断
脊髓内的神经网络也受到伤害
大脑的指令无法传达到双腿
这就意味着——下肢瘫痪
小静再次站立行走的可能性
几乎为零
突如其来的变故如惊雷一般
打破了小静原本的生活节奏
但万幸的是
大脑与下肢的神经连接
依旧有“藕断丝连”的地方
在首都医科大学宣武医院
“重拾行走计划”的帮助下
经过一年多
系统的脑机接口康复训练
“奇迹”发生了！
小静终于在穿戴支具
和使用助行器的情况下
重新独自行走
这样的“奇迹”
只是脑机接口
成功应用下的故事之一
那么
“奇迹”到底是怎么发生的？
脑机接口的原理
又是什么？
咱们接着往下看~
2
大脑是如何控制行为的？
要了解脑机接口的基本原理
首先要知道
大脑是如何控制行为的
大脑产生运动意向
以电信号形式输出给肢体
同时大脑也可以接收
来自躯体的感觉信息的输入
一旦信息的传导功能受损
指令的下行输出
和感觉信息的上行输入中断
就会造成严重的功能缺失
进而严重影响日常生活活动
“完全性脊髓损伤
在神经外科临床中很常见”
首都医科大学宣武医院
院长赵国光说
“因为脊髓严重损伤
患者的大脑完全接收不到
损伤平面以下的感觉输入
同时运动指令也无法传送给肌肉
这种损伤通过传统的外科手段
或康复医学手段
都无法有效地进行
损伤平面以下的功能恢复”
但近年来
随着神经科学的发展
人们对“完全性脊髓损伤”
有了新的认识
所谓“完全性脊髓损伤”
可能并非完全断开
其中仍有部分神经纤维
可能存在“藕断丝连”
如何让这些“残存的神经纤维”
再次发挥功能呢？
终于要进入今天的主题了！
那就是
利用“脑机接口”！
3
大揭秘！
这就是脑机接口的“基本原理”
“脑机接口技术
是大脑与外部设备之间
创建的直接连接
通过脑机接口技术
可以提取大脑神经电活动信号
与外部设备建立信息反馈和交互”
赵国光说
“以此为基础的
脑机接口康复训练体系
正是‘重拾行走计划’的核心”
脑机接口康复训练
可以调动大脑感觉
和运动等脑区协同工作
科学地给皮层和肢体
施加运动和感觉任务
刺激中枢和效应器产生电信号
通过脑机接口
在大脑和肢体之间
建立人工的辅助传导通路
使得两者之间阻断的信息
交流能够延续
激发出其“残存的潜在能力”
不仅如此
脑机接口康复训练
还可以促进神经功能重组
与机器人辅助技术
“天轨”减重步行训练
传统运动疗法等
康复治疗技术互相配合
显著提高康复效果和进度
4
脑机接口长啥样？
说了很久
临床脑机接口
究竟长啥样？
国际上脑机接口
有很多种技术类型
大致可分为
有创脑机接口（如：颅内植入式电极）
和无创脑机接口（如：使用头皮电极）
相比于有创脑机接口
无创脑机接口的优点是
受众面比较广、成本低、无感染风险
“这种脑机接口
可能更加适合于临床康复使用”
赵国光说
在前期研究中
被试患者运动和感觉功能
均获得了不同程度的明显改善
不少患者借助器具
恢复了“行走”的能力
在无数人的努力下
脑机接口早已不是
只有在科幻电影和小说中
存在的概念
而是实实在在地
应用到我们的生活中
期待脑机接口技术
能帮助更多患者
恢复运动、感觉、乃至认知能力
也期望这一技术
能在更多领域得到更广泛地运用
脑机接口技术
真的牛！
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记者：侠克