人工智能芯片直连大脑,“脑机接口”大突破

机器人动手术怎么样-机器人做癫痫手术

近日,我国首例“脑机接口”反应性闭环神经刺激系统植入手术顺利完成。该系统的植入,意味着我国具备自主知识产权的“脑机接口”高新技术产品已经走到了全方位临床使用前的最后一步。

据悉,闭环反应性神经刺激系统为“脑机接口”在临床领域的重要应用, 该技术通过将人工智能芯片植入颅骨,颅内电极植入脑内,昼夜无间断监测脑电节律,一旦预测到即将发生的癫痫就会启动外源性干扰节律,直接阻断致痫灶内的癫痫形成。

赛博朋克技术的又一次实现

对未来 科技 感兴趣的朋友应该对《赛博朋克2077》 游戏 不陌生,在 游戏 中,你可以体验到不同的“黑 科技 “带来的新鲜刺激感,例如机器人、AR、VR、仿生人、记忆移植技术、智能追踪武器等。而作为其中代表性的技术之一,仿生人技术与此次的脑机接口就有异曲同工之处。

仿生人 是将机械与人进行结合,人可以通过机械获得更好的能力,通过“读取”大脑的基本指令实现对机械的控制。

而脑机接口则要求我们不仅需要读取大脑中的信息,还需要可以“写入”,即除了能够感知信息之外,还要能做出反应。作为是一种用户界面,用户可通过计算机读取脑中的信息,经过计算处理,让信号转化为相关的反馈指令,计算机可以接受大脑传来的命令,或者也可以发送信号到大脑。

正如新闻所提到的,脑机接口不仅可以做到检测危险信号,同时还能对其进行干扰和阻止,从而防止危险行为发生。医疗领域有了脑机接口技术,更多的患者即将获得重生的希望。

脑机接口技术的发展历程

据悉, 脑机接口的形式,可按照在大脑中的采集位置分为非侵入、半侵入式和侵入式三种。 他们之间最大的区别是,是否对大脑采用有创口的手术方式来获取神经元信息。其中,非侵入式模式仅作用于头皮;而半侵入式则将设备植入头皮和大脑皮层之间;侵入式则完全植入大脑皮层。

脑机接口技术看似很科幻,其实早在20世纪,人们就已经开始对其进行研究了。

在20世纪70年代,人类第一次对面向运动功能的脑机接口进行研究,并证实了猴可以在闭环的操作性条件作用后快速学会并可以自由地控制初级运动皮层中单个神经元的放电频率。不过该阶段大多都是对动物进行研究,直到20世纪90年代,面向运动的脑机接口有了迅速的发展,人们可以通过技术实时捕捉神经信号,并控制外部设备。

得益于多年来对动物进行的实验基础,脑机接口技术逐渐应用到人体,早期的植入设备例如人工耳蜗等可以帮助用于恢复损伤的听觉、肢体运动能力和视觉等。

最令人印象深刻的是,在2014年巴西世界杯开幕式上,高位截瘫青年Juliano Pinto通过脑机接口技术逐渐恢复下肢运动功能,同时利用人工外骨骼技术驱动外骨骼机器人行走,从而实现开球。

在我国,浙江大学也曾在2020年完成了国内首例植入式脑机接口临床转化研究,患者可以利用大脑皮层信号精准控制外部机械臂与机械手,实现三维空间的运动。

近年来,随着脑机接口技术的不断发展,众多企业也开始在脑机接口领域布局。

说到脑机接口,马斯克投资成立的神经 科技 公司Neruallink公司可以算是该领域的代表企业了。Neuralink曾给实验猪的大脑表层植入过芯片,然后将猪的大脑运动无线传输到电脑上观察。他们还曾在猴子的手臂和手上植入了同一枚芯片,让猴子可以用意念控制光标移动,接住 游戏 里移动的乒乓球。

在对人体的“侵入式”脑机接口研究中,马斯克的Neuralink公司提供了更安全的方法,它让开颅的尺寸缩小到只有硬币大小,从而减少对大脑的创伤。

除了国外的 科技 公司,近年来,国内也出现了一批以脑机接口为主营业务的高 科技 企业,例如研究侵入式脑机接口方向的创立于2011年的博睿康 Neuracle公司,2016年创立的科斗脑机 科技 公司、2019年创立的宁矩 NeuraMatrix和优脑银河 Neural Galaxy,以及2021年创立的脑虎 科技 NeuroXess 等。利用脑机接口、人工智能等技术,为医疗、 娱乐 、生产等领域提供技术支持。

结尾

纵观脑机接口技术发展的几十年间,人类对脑机接口的研究从动物到人体,从微创到无创,从医疗领域到生活其他各领域,给人们的生活带来便利的同时,也存有一些担忧。毕竟脑机接口里植入的芯片,它不会有像人类一样的 情感 变化,在面对决定时只有算法决定下的执行,不会出现犹豫的情况。而人类是有 情感 的,一时的危险性意识行为可能只是想想而已,并未想要付诸行动。如果搭载了脑机接口可能就会直接执行该行为,给 社会 安全带来威胁。

参考资料:

3岁女童爱笑性格好?她的“微笑”却让父母操碎了心

宝宝爱笑往往让人觉得宝宝性格好。但山东女童甜甜的家长却为女儿“傻乐”发愁,因为她常常在不合时宜的时候莫名其妙笑起来,笑的时候神情不大对头。

近日,首都医科大学三博脑科医院癫痫中心常务副主任、主任医师周健便接诊了这位小患儿,其被确诊为“痴笑型”癫痫,原来她是被脑子里的一个错构瘤“点了笑穴”,导致大脑异常放电,才会无缘无故傻笑。

3岁的小患儿甜甜(化名)来自山东,这种无故发笑的症状从出生第二天就已经开始发现,她会突然毫无原因地大笑,以晚上发生的次数为多,同时甜甜每隔1-2天还异常哭闹一场,一哭就是3-4小时。原来甜甜就娘胎里就发现了一个问题,她妈妈在出生前一天行胎儿超声检查时发现颅内占位,并行胎儿核磁检查提示,鞍区占位。最后确诊为了下丘脑处有一个错构瘤,这正是笑性癫痫的致病根源所在。

随着年龄增长,近年来甜甜发作的频率也越来越高,最多时一天发作数十次,有时候还会癫痫大发作,全身强直性抽搐。2018年,快2岁的甜甜复查是,检查显示下丘脑错构瘤已有3厘米大小,随在当地医院行下丘脑错构瘤切除术,但只进行了部分切除。但术后甜甜仍然痴笑、哭闹、伴嘴角左歪,癫痫发作仍未明显改善。这几年间,甜甜的父母一边给女儿看病,一边打听名医名院,每听到一个消息,他们就昼夜兼程。

多方打听下,甜甜一家慕名来到首都医科大学三博脑科医院癫痫中心。该中心由我国癫痫领域的学科带头人栾国明教授领衔,汇集周健、李天富、关宇光、王梦阳、翟锋等癫痫专家,目前已发展成实力强大的癫痫学科医疗团队。特别在术前评估、致痫灶精准定位和手术治疗上更是引领我国癫痫外科发展,不少难治性癫痫患者及家庭也因此受益。

首都医科大学三博脑科三博脑科医院癫痫中心常务副主任、主任医师周健表示,下丘脑错构瘤主要发生于儿童及婴幼儿期,临床上极为罕见,并非真正的肿瘤,而是一种罕见的先天性脑组织发育异常变,起源于灰结节和乳头体的罕见异位神经组织。本病主要见于婴幼儿及儿童期发病,女性患者居多,以痴笑样癫痫发作和性早熟为主要特征。

针对下丘脑错构瘤导致的痴笑性癫痫,药物治疗往往无效,需要借助外科手术干预。显微手术可以将下丘脑错构瘤切除,但因部位深在,且肿瘤和下丘脑之间无明确边界,一些术者只做部分切除,导致一些患者的术后癫痫仍有发作。此外,开颅手术后往往反应比较大,往往出现下丘脑综合症,包括高热、激素代谢紊乱、电解质紊乱、尿崩等并发症,术后住院时间长,并且可能需长期服用激素替代治疗,患儿生活质量差,痛苦非常大。

为了减轻手术损伤,减少术后并发症,周健主任为患儿实施了新的手术方案——立体定向射频热凝毁损术:这是一种不开颅的错构瘤“切除”方式,同时也是根治难治性癫痫的新手术方式。热凝毁损肿瘤的过程中患者甚至是清醒的,可以在术中监测他的语言、视力和运动功能有没有受到影响。这项手术能给患者带来更小的损伤、更好的预后。具有微创、可控、安全、根据脑电图监测到的放电位置进行精确毁损等优点。通过运用ROSA 机器人辅助可以做到将深部电极精确地置入错构瘤内, 影像融合明确电极的准确位置,进行脑电监测捕捉惯常发作,将放电的触点进行射频热凝毁损,通过微创的射频热凝毁损一样可以达到无发作的目的。

经过充足的术前准备后,周健主任带领三博癫痫中心团队利用手术机器人精准确定肿瘤位置,在机器人引导下,精确地将5根电极置入到颅内下丘脑错构瘤(因肿瘤较大这是置入电极最多的一例)。随后,通过视频脑电图监测确定错构瘤具体“异常放电”的电极位点及强度,对错构瘤进行射频消融热凝损毁,彻底“摧毁”错构瘤,从而起到消除癫痫发作的作用。术后,患儿未出现视力视野异常,下丘脑功能障碍,内分泌激素水平微乱等并发症。术后没几天,患者蹦蹦跳跳地出院了。

这一路走来,为了孩子的病,甜甜的家长哽咽地说:“孩子一出生就有这个病,我们也不能把她扔了,为了她,这些年来我们全家人都过得很艰难,大大小小的医院跑了不少,一听说哪里能治疗,我们就去哪里,孩子也受了不少罪。这次来到三博,找到了周健主任,这次我们也来对地方啦,找对了医生,孩子术后目前状况挺好,我们希望我的孩子能像其他的孩子一样快乐 健康 地成长。”

周健主任提醒,若发现儿童总出现无法控制的表情,家长要引起重视,及时前往专科医院就诊。

ROSA机器人手臂执行腰椎手术 术后复原快

3款降血压药爆含致癌物!估计「123万颗」将下架最强超级细菌竟出现在北极!恐致千万人亡年节聪明「购」 卫生局提供选购秘笈北医证实:空污会影响记忆力!

全台第一台ROSA sipne机器人手臂可执行脊椎手术,目前在台湾已完成六例脊椎手术。年约60岁杨女士长期苦于脚酸腿麻,病情严重影响睡眠与日常行走,仰赖家人推轮椅前往双和医院就医。在台北神经医学中心副院长林干闵诊治下,借由ROSA sipne机器人手臂动刀,术后复原状况较传统脊椎手术佳,在术后3天可下床,目前杨女士可自行行走,不需仰赖他人协助。

林干闵表示,以往传统的脊椎手术,伤口大、出血量多,脊椎及肌肉筋膜损伤较多,感染率高、病人预后恢复时间长。以脊椎微创手术的「腰椎神经减压并骨融合手术」为例,需采用微创手术移除压迫神经的骨刺及椎间盘,达到神经减压,再置入椎间融合器及骨钉,以利重建腰椎的稳定性。临床在执行传统手术时,骨钉的置入最具风险性,若置入的位置不良,可能造成永久性的神经损伤;而ROSA spine机器人手臂,可在术中计画骨钉置入的最佳位置,借由机器人手臂精准地定位骨钉置入的路径及位置,可避免因骨钉置入造成永久性神经损伤。

双和医院外科医师刘恒维表示,ROSA机器人手臂与达文西机械手臂最大的差异在于使用目的不同,达文西机械手臂以远端操控为主,如同脚踏车仰赖人为的操作,因手臂旋转幅度较大,可用于泌尿或较深层部位的手术。ROSA机器人手臂以即时动态导航系统、光学导航系统为主,如同Google map可自动校正位置,搭配o-arm机型的X光机,可追踪病人因呼吸造成身体的起伏,帮助医疗团队获得3D重组影像,即时调整机器人手臂的位置,预防骨钉放置位置的偏差。双和医院院长吴麦斯指出,2018年双和医院引进ROSA机器人,其精密如同GPS的测绘系统,规划出最适合的病人的手术切入路径,以提升外科医师手术准确度,让病人术后恢复状况良好,减少后遗症的产生。

林干闵表示,病人杨女士试经过检查诊断,发现腰椎第四第五节滑脱合并神经压迫,此类型的病人通常会有下背部酸痛、下肢麻痛、无力等症状,在行走时麻痛加剧导致间歇性跛行,持续行走的距离越来越短,走一段路需休息一下再继续走,严重者会有下肢瘫痪、无法排尿的可能。腰椎滑脱的病人,经腰部核磁共振检查发现有神经严重压迫,且药物及复健治疗效果不佳,评估后,需施以手术治疗,已达成腰椎神经减压及重建腰椎稳定性。

台北神经医学中心院长杜永光指出,ROSA机器人手臂导航系统更换软体与医疗器械,并将大脑手术计画上传至ROSA机器手臂,亦用于执行大脑手术,针对脑出血与脑肿瘤切片手术、巴金森氏症的深部脑 *** 手术,以及顽固性癫痫的立体定位脑电图植入手术等术式,提供精准的治疗,目前已完成22例的脑部手术。ROSA机器手臂可自动移动定位,让脑部手术不再迷路,相较传统术式,可克服因人为操作造成的误差,提升手术的成功率,缩短住院时间、减少出血、感染风险及疼痛,同时大幅缩短手术时间,达到更优质的医疗照护。

话题: ROSA 机器人手臂, 大脑手术, 脊椎手术, 双和医院