法国里昂瘫痪男子Thibault依靠介入头部的两个传感器，实现了对外骨骼设备的控制以协助行走。 科学家们在Thibault大脑表面的运动控制区域放置了两个植入物，每个植入物都有64个电极，同时还放置了将电极读取的脑电波转换为运动指令的软件。 10月3日，法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学教授Alim-LouisBenabid在《柳叶刀-神经生物学》（TheLancetNeurology）上发表了这项研究。1.71%解码成功率 四年前，蒂博从夜总会15米高的阳台坠落，导致四肢瘫痪，在病床上躺了两年。2017年，他接受了法国公司Clinatec和格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的外骨骼研究实验。 起初，他在电子游戏中训练控制虚拟角色，然后穿上外骨骼设备，最终实现了行走。 这项研究是在2017年6月12日至2019年7月21日之间进行的。经过20多个月的各类训练，Thibault已经能够用大脑信号控制外骨骼设备，可以慢走和停顿。当他想走路时，外骨骼会进行一系列运动，使他的腿向前移动。他还可以控制手臂的自由运动。只不过从大脑发出指令到动作实现有350毫秒的时间差，否则系统很难控制。Thibault戴着外骨骼行走。资料来源：FONDSDEDOTATIONCLINATECTThibault正在控制手臂运动。来源：FONDSDEDOTATIONCLINATEC 该设备是一个吊装安全行走系统，看起来像一套游戏设备。它可以提供长期高分辨率的脑电图记录并实时解码运动意图。 30岁的蒂博说，对于一个已经两年无法行走的瘫痪男子来说，现在走路就像阿姆斯特朗在月球上行走。 这套设备重达65公斤，所以目前还不能让患者实现完全的随意运动。难以直立行走的四肢瘫痪者需要悬挂在天花板上的安全设备以避免跌倒。这也是这套设备无法走出实验室的主要原因。 Thibault在视频游戏中的成功率为64%，在现实世界中与该套装的接触成功率为71%。现在，研究人员计划训练Thibault用手指抓取物体。2.半创脑机接口 神经外科医生Alim-LouisBenabid是Clinatec的创始人之一。他希望这家成立于2006年的公司能够帮助四肢瘫痪和神经退行性疾病患者。患者和预后不良的癌症患者。放置在Thibault大脑表面两侧的两个植入物读取控制运动的脑电信号。资料来源：FONDSDEDOTATIONCLINATEC每个植入物都有64个电极，可以读取大脑的运动命令。资料来源：FONDSDEDOTATIONCLINATEC 他们为Thibault使用的电极不会穿透大脑。这种硬膜外皮质(ECoG)是半侵入性的，解码模型可以每7周校准一次。该系统是无线控制的，可植入颅骨，并且具有长期的生物相容性。 这种外骨骼是一种机器人神经假体，具有4个可穿戴的全机动肢体和14个关节。患者佩戴背包电脑接收皮层脑电信号，这些信号被解码为一维、二维或三维运动信号。后者每100毫秒向外骨骼控制器发射一次信号，外骨骼控制器将其转化为产生运动的操作命令。只是系统没有平衡，所以天花板上需要一些东西来防止跌落。 Thibault的手术是在全身麻醉下进行的，并且是半侵入性手术：开颅直径5厘米，电极放置在大脑硬膜外以防止颅内感染，没有电极穿过大脑。透明、无线信号传输。 研究人员最初招募了2名受试者，其中一名在植入物植入激活后不久失去了交流并退出了测试。只有Thibault完成了测试。 专访在美国从事康复医学研发的林放博士：这是高位截瘫患者的福音 DeepTech：这个外骨骼装置看起来很笨重，远谈不上方便科幻小说，那么如何评价其临床应用的突破呢？ 林放：科幻小说里的外骨骼，比如钢铁侠，基本上就是生物学上的外骨骼，类似于螃蟹的壳，而钢铁侠的外骨骼就是壳。 旨在帮助增强人体机能的外骨骼就是本文所报道的外骨骼。虽然也会是可穿戴的，但是外壳的概念就完全不同了。这叫动力外骨骼，也就是动力外骨骼。这种外骨骼不能是壳的形状，而是靠动力驱动来完成或辅助人体原有的运动功能。 论文中报道的外骨骼确实比已经应用于康复医学的几种外骨骼系统更重，主要是因为这个系统是针对高位截瘫患者的。比如报道中的蒂博，肩膀以下全部瘫痪。截瘫患者属于四肢瘫痪，他们连手臂都不能用力，所以他们使用的外骨骼系统必须提供可靠的直立支撑，不像其他一些系统，比如SuitX的Phoenix，轻巧轻便，上肢才能功能齐全，可以使用手杖支持直立姿势的瘫痪患者。 DeepTech：与其他脑机接口研究相比，本研究最大的临床优势是什么？ 林芳：这项研究的突破点在于采用了更先进的脑机接口技术和整个外骨骼系统控制的训练方法。 之前用于康复的外骨骼是由肌电信号控制的，但本研究使用了脑机接口（也许不是第一次），即依靠使用者的意念来控制外骨骼的运动。具体来说，它的突破有：一是用皮层表面电极代替了脑组织的穿透电极；的。 训练方法循序渐进，基本上是让患者从控制单一自由度的肢体运动，逐渐进步到控制8个自由度。 此外，根据论文报告，经过训练和校准的控制模型可以持续长达7周，无需重新训练和校准。 本研究的临床优势在于电极不穿透脑组织，无线传输信号，创伤小，创伤小，不易感染。同时，7周内无需重新培训校准，减轻了患者和治疗师的负担。 DeepTech：这款设备在虚拟游戏中的成功率为64%，在实验室中的成功率为70.9%，那么影响设备操控成功率的因素有哪些呢？ 方林：有很多因素。皮层电信号的质量，解读的准确性（涉及用什么模型解码），控制系统的鲁棒性等等。 还有一个不能忽视的方面，就是一旦患者能够控制外骨骼系统走路和做各种日常活动（虽然还是比较简单），也就是说，外骨骼系统是他身体的一部分。并且大脑具有可塑性，会不会引起大脑神经运动控制方式的改变，所以解码/控制系统的调整不可能一辈子都一成不变，必须适时调整。目前7周后需要调整，那以后呢？所以什么时候需要调整也是一个很有意思的研究问题。 DeepTech：外骨骼设备的想法是不是最适合帮助瘫痪病人？ 林芳：不一定。如何帮助瘫痪的残疾人，需要具体分析他们失去了哪些功能，身体还剩下哪些功能，他们的康复目标是什么，才能具体了解每个残疾人需要什么样的帮助。外骨骼设备只是一种选择，尽管目前很热门。?
