漲知識！蒙納士大學(xué)揭示大腦信號與相關(guān)行為之間的聯(lián)系

　　蒙納士大學(xué)揭示大腦信號與相關(guān)行為之間的聯(lián)系，用意念控制機(jī)械臂不再是科幻小說！這項(xiàng)研究有望讓殘障人士用他們的頭腦控制治療設(shè)備和假肢！

　　在我們的身邊，或多或少都有這樣一群人：他們或雙目失明，依靠手杖探路前行；或失去雙腿，乘坐輪椅才能活動；又或癱瘓在床，需要家人的常年陪護(hù)……他們，就是我們時常見到又容易忽視的殘障人士。

　　據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計，全球大約有10億人身患?xì)堈�。其中�?0%生活在發(fā)展中國家。根據(jù)最新估計，全球大約3%的人口正遭受重度殘疾，也就是說，大約1.1~1.9億的人口無法獨(dú)立自主生活。

　　中國目前各類殘疾人總數(shù)為8296萬人，占全國人口總數(shù)6.34%，其中肢體殘疾有2412萬人，占29.07% �；�本上不到16個人當(dāng)中就有一個殘疾人，如果按三口之家算，平均下來5個家庭中就會有一個家庭中有殘疾人。

　　隨著中國人口的加速老齡化，以及慢性健康疾病的增加，各類殘疾人和長期臥床老年人大量存在并持續(xù)增加，使得家人和社會面臨前所未有的壓力，助老助殘問題正日益成為一個重大的社會問題。

　　這個問題最近可能有突破性進(jìn)展，澳大利亞蒙納士大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可以分析大腦中的信號，用以評估我們?nèi)绾慰刂莆覀兊娜粘Ｐ袨�，并發(fā)現(xiàn)行為（比如移動你的手臂或抓取物品）語言跟大腦的內(nèi)部運(yùn)作之間的聯(lián)系。

　　來自蒙納士大學(xué)、南加州大學(xué)和紐約大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新的“優(yōu)先子空間識別”（PSID）算法，它可以記住大腦信號和觀察到的行為之間的關(guān)系，并從大腦信號中提取與行為相關(guān)的動態(tài)信息。該P(yáng)SID算法很有希望解譯大腦信號，并讓患者用他們的頭腦控制治療設(shè)備。

　　理解大腦運(yùn)作方式的一個核心挑戰(zhàn)是，找出我們大腦活動的動態(tài)信息和它所控制的行為之間的聯(lián)系，比如移動你的手臂或用手指抓住物品。我們的大腦其實(shí)每時每刻都在參與各種活動，比如走路的同時要看周圍環(huán)境，還有可能要說話和聽音樂，因此腦信號是十分復(fù)雜的，它包含了可同時反映一些組合活動的動態(tài)神經(jīng)信號。

　　從大腦信號中分離出那些與特定行為（例如手指運(yùn)動）有關(guān)的信號模式，是非常困難的，但也對人類非常有用，可以幫助殘疾人通過思想來明確控制肢體，令殘障人士得以恢復(fù)原本的能力。

　　該研究的合著者黃巖（Yan Wong 音譯）博士來自蒙納士大學(xué)電氣和計算機(jī)系統(tǒng)工程系和蒙納士生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所。他表示在未來，該算法將很有潛力解碼大腦信號，讓患者用頭腦控制治療設(shè)備。

　　這項(xiàng)研究由南加利福尼亞大學(xué)的馬里亞姆·沙內(nèi)齊（Maryam Shanechi）助理教授領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）雜志上。

　　“將神經(jīng)的動態(tài)信息模型化對于研究或解碼可用行為衡量的大腦功能至關(guān)重要，如運(yùn)動的計劃、啟動和執(zhí)行；言語和語言；情緒；決策，以及運(yùn)動震顫等神經(jīng)功能障礙。我們也可以用這個來測量大腦的內(nèi)部狀態(tài)，比如口渴或饑餓。”黃博士說到“舉個例子，在未來，我們可以使用這個算法來幫助改善四肢癱瘓患者的腦機(jī)接口性能。”

　　研究小組將PSID應(yīng)用于測量兩個受試者的神經(jīng)活動，他們被要求做出三維層面上的伸手和抓取的動作。籍此，研究小組發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)活動狀態(tài)的新特征，并證實(shí)這個算法能更準(zhǔn)確地學(xué)習(xí)每個關(guān)節(jié)的與行為相關(guān)的神經(jīng)活動狀態(tài)，并記錄下來。

　　根據(jù)王博士的說法，這些發(fā)現(xiàn)非常有希望應(yīng)用于監(jiān)測和評估四肢癱瘓患者和神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的大腦模式，并可能給神經(jīng)科學(xué)帶來重大臨床進(jìn)展。在不久的將來，癱瘓的患者只需想一下即可移動機(jī)械手臂，或僅是想一下要說的話即可產(chǎn)生語音。此外，該算法還可以分離與情緒癥狀相關(guān)的大腦信號，并對其進(jìn)行實(shí)時檢測，然后根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)定制治療方案，幫助患有難治性心理健康狀況（例如重度抑郁癥）的患者。

　　期待這一技術(shù)能盡快應(yīng)用在人體上，造福人類！從此，冬日戰(zhàn)士和機(jī)械戰(zhàn)警不再是夢想，殘障人士也有機(jī)會成為各個領(lǐng)域的“超級英雄”！