VR 虛擬實境令半身不遂病人重新走路

(圖:The Verge)

半身不遂的患者,一直被認為沒有康復的機會,但於 2014 年,胸部以下完全癱瘓的 29 歲患者朱利安奴·品托(Juliano Pinto),卻成功用雙腳在 FIFA 世界盃首場開球。

兩年前,一個非營利國際研究聯盟「重獲雙腳計劃」(Walk Again Project),設計了品托的「腦機接口」(BMI)式機械假肢,令他可以在聖保羅哥林多球場進行了象徵式的開球儀式。兩年後的今天,他們正研究利用 VR「虛擬實境」幫助半身不遂的患者重新在下肢獲得觸覺和肌肉控制的能力。

虛擬實境

發表於《科學報告》(Scientific Reports)雜誌上的研究結果,顯示八位參與研究的患者全部都已經重獲行動能力。北卡羅萊納杜克大學的首席研究員米格爾·尼可列利斯(Miguel Nicolelis)博士,在《科學報告》雜誌採訪中敘述:「最初在檢查患者大腦時,我們要求他們想像自己走路的感覺,但卻沒有偵測到任何訊號,這等於大腦幾乎已經完全抹去行走這個概念。」

這些患者首先被安排進入「虛擬實境」之中,學習用大腦控制電腦畫面內的自己,重新練習在足球場上行走。使用的「虛擬實境」系統只是一個普通的 Oculus Rift 頭盔,加上一個由研究者設計的觸感長袖恤衫,令病人每次在「虛擬實境」中雙腳碰到地面時,系統能將觸覺反饋給手臂。

之後,手臂便被當作不存在的下肢,代替雙腿,令大腦以為患者在走路。當大腦重新學會行走的概念後,每個人便會穿上量身設計的「外骨骼」機械假肢,連接著頭盔,當在頭部獲取大腦信號,便會傳遞給背著的電腦,啟動機械假肢幫助步行。

(圖:Walk Again Project)
(圖:Walk Again Project)

效果顯著

《杜克日報》(DukeToday)介紹,每天戴著機械假肢行走一個小時,患者最終能重燃剩餘的神經,將訊號傳回大腦,重啟自主行動和觸感的功能。雖然每個人也有不同的康復過程,但他們全部都能夠重新在跨部和下肢獲得觸感,也在多年後再次學會如何控制肌肉、膀胱和腸部功能。

「其中一名 32 歲、已癱瘓 13 年的女性患者,進步最大。在訓練早期,不能用支架站立,但經過逐步訓練之後,已能在拐杖、支架和治療師的幫助下重新走路。13 個月後,她在坐著及躺著時已可以自行移動大腿。」

雖然幹細胞和電子器械亦一直用於治療癱瘓病人,但尼可列利斯聲稱「重獲雙腳計劃」的「腦機接口」目前侵入性最小,恢復身體機能最有效。他表示,患者將來或許能綜合運用這些治療,比如先接受幹細胞手術,再利用外骨骼訓練大腦,重新學習自己走路。

 

參考資料:

  1. Nicolelis, Miguel et al., Long-Term Training With a Brain-Machine Interface-Based Gait Protocol Induces Partial Neurological Recovery in Paraplegic Patients, Scientific Reports, 2016
王瑾瑜
王瑾瑜 81 文章
明日科學見習編輯,科大生化系畢業,現於美國攻讀博士學位。熱愛科幻小說,希望能將最新最前沿的生物醫學科技新聞傳達給大家。

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