中國科學家正在研發一種穿戴式頭盔,希望通過監測、調控腦電波,並結合人工智能算法,實現可反饋調控的人腦功能輔助增強技術。通俗而言,在醫療領域,這項技術有望對兒童多動症、抑鬱症、老年癡呆、失語症、帕金森病等功能異常、肢體運動障礙、認知障礙進行干預。近日在深圳舉行的第一屆「率先杯」未來技術創新大賽上,中國科學院深圳先進技術研究院副研究員蔚鵬飛團隊所進行的這一研究,位列30個優勝項目之一。■ 新華社
據蔚鵬飛介紹,這一名為「超腦增強系統」的穿戴式腦功能調控頭盔,是基於近年來出現的無創式腦刺激調控技術,其原理是:通過柔性電極感測器,識別腦電波在大腦執行不同任務時的變化,再通過電極組合釋放微弱的電流脈衝刺激,可以到達大腦的特定區域,改變腦電波的活動,調控大腦神經元細胞的活躍狀態。
對相關腦區實施干預
蔚鵬飛說,在醫療領域,這項技術有望對兒童多動症、抑鬱症、老年癡呆、失語症、帕金森病等功能異常、肢體運動障礙、認知障礙進行干預。
「因為腦組織非常複雜,這項技術要先對大腦進行計算機仿真建模,然後確定要刺激的目標區域和參數,再用電極對相關的區域進行電流刺激,從而達到干預和調控效果。」蔚鵬飛說,這種頭盔還利用人工智能算法實時讀取大腦活動狀態,匹配、推薦刺激參數,以實現精準的個性化調控。
「通過實驗研究,我們解析出了與注意認知、情緒調控、焦慮、毒癮發作、壓力及癲癇等腦功能障礙相關的特定腦區,希望未來能夠對這些特定腦區實施有效干預。」蔚鵬飛說。
對腦疾患者開展測試
此外,研究團隊開發了多種交互式腦力訓練檢測任務,用於人的認知能力測試及認知障礙篩查。
例如,在一項訓練檢測中,參與測試的人員戴上頭盔,每次約15分鐘,然後快速記憶一串數字、英文字母或單詞。隨後的測試發現,兩個小時之內測試者完成檢測的平均正確率獲得一定提升。
蔚鵬飛坦言,目前的數據只是部分人群測試的結果,頭盔在大規模推向市場前,還需要針對不同年齡、組別的人群做更多大量雙盲實驗(指受試驗的對象及研究人員並不知道哪些對象屬於對照組,哪些屬於實驗組),積累足夠多讓人信服的數據。
目前,研究團隊已經實現了第一代穿戴式頭盔原型機的研製,可以實施對皮層腦電波的反饋調控。第二代設備正在研製中,希望實現更深腦區的無創刺激。
他們還將與一些醫院開展合作,針對自閉症、精神分裂症、兒童多動症等患者開展臨床測試。