有人研发仿大脑芯片,让你在VR里感觉身临其境

据连线杂志报道,瑞士神经科学公司MindMaze创始人兼首席执行官特吉·塔迪(Tej Tadi),已经找到利用虚拟现实(VR)技术修复中风患者受损大脑的方法。现在,他正研发一种微芯片,可以复制大脑并行处理大量数据的方式。

图1:MindMaze创始人兼首席执行官特吉·塔迪(Tej Tadi)表示:“通过研究受伤的大脑,以及它是如何运作的,这真的有助于我们更好地了解健康大脑。”

2011年3月的一个寒冷的早晨。通常情况下,你就是美人,在每年的这个时候,美国加州超级摩托车学校(California Superbike School)英国分部的46岁主任安迪·艾博特(Andy Ibbot)会出现在停机坪上,驾驶着学校的亮蓝色雅马哈R6s在银石赛道上迂回前进。不过那天,他躺在北安普顿总医院超急性中风病房的病床上。

艾博特的脸本来被晒成棕色,现在却和周围的墙壁一样呈现灰白色。自从接受常规颈部手术引发严重的中风以来,已经过去72小时了,这使得艾博特的左侧颈动脉向大脑供血不足。医生预测,艾博特可能活不过三天。由于细胞缺氧,中风对他大脑左半球的神经元造成了广泛的损害,导致他身体右侧的神经瘫痪。

大脑的连接方式并不是与生俱来的。当神经元经常聚集在一起时,它们之间的联系就会增强。这种机制被称为神经可塑性,激活一个神经元更有可能触发另一个神经元被激活,从而促进了相关想法的快速回忆,或者是在共同运动中平稳执行肌肉的收缩模式。简而言之,神经可塑性是我们学习的基础机制。当我们年轻的时候,这些联系是非常灵活的,但随着年龄的增长,它们会变得更加牢固。20岁以后,学习新的语言或新的身体技能就变得困难得多。

中风已经撕裂了艾博特的神经元网络,使他失去了说话和走路的能力。然而,中风也会带来一种常见的、但尚未完全被理解的现象,它使这些神经元变得更加灵活,使艾博特有短暂的机会修复部分损伤。在他受损的大脑再次恢复到完全成熟状态之前,他有六个星期的青春柔韧性周期来尝试和改造这些神经连接,重新学习如何移动身体。

通过物理治疗,鼓励中风患者尝试使用受损的大脑区域来控制相应的肌肉群,这有助于触发这些神经元,从而为受损的神经重新建立连接。换句话说,利用神经可塑性可以教会大脑如何让身体运动。为了使脑卒中后可塑性的短暂窗口发挥最大潜力,英国皇家医学院建议患者每天至少进行45分钟的物理治疗。在英国,刚刚有半数医院达到了这个目标。

图2:MindMotion Go是一款供患者玩的游戏,可以在非临床环境下继续进行身体和精神方面的康复

2011年9月,当艾博特出院时,一切看起来已经太迟了。六个月过去了,他的可塑性增强窗口早已消失,他的大脑也进入了中风后状态。医生建议艾博特适应新的生活,他的说话或吞咽能力有限,右侧身体几乎无法移动,需要拐杖支撑才能移动。不过,艾博特有其他想法。就在中风前两个月,他开始参加撒哈拉沙漠马拉松 (Marathon des Sables) 训练,即穿越撒哈拉沙漠的6天超级马拉松比赛。

艾博特知道,中风后参加马拉松跑赛的想法是个不切实际的目标。不过,他想,为什么不能步行完成呢?艾博特的家在安普顿郡的Long Buckby,那里距离名为Physiofunction的神经物理治疗公司只有十分钟的路程。而Physiofunction碰巧是欧洲最早试验名为MindMotion Go的新技术的公司之一。

由瑞士神经科技初创公司MindMaze开发的MindMotion Go,采用微软(Microsoft)的Kinect动作捕捉摄像头,为用户提供了全套专为鼓励正确身体动作而定制的游戏。有些游戏需要你移动手臂去赛车,倾斜身体去驾驶飞机,或者握紧拳头去操作起重机。这吸引了艾博特的竞争天性。6年后,艾博特的手臂恢复了运动能力,随后语言能力也大大增强。

随着练习的持续,他先是可以在拐杖支撑下走路,最后甚至抛掉了拐杖。2017年4月7日,艾博特发现自己站在了他最初计划于2012年回归的地方:摩洛哥沙丘中,即撒哈拉沙漠马拉松赛的起点。艾博特说:“我的目标只是为了到达起跑线,在那之后的任何事情都是额外的奖励。”

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