在近日召開(kāi)的“北京2024神經(jīng)精神領(lǐng)域科技創(chuàng)新成果展示活動(dòng)”上，“融合腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)的認(rèn)知評(píng)估與訓(xùn)練關(guān)鍵技術(shù)”引發(fā)關(guān)注。北京科技大學(xué)教授文冬在介紹該項(xiàng)目時(shí)表示，“由于它像藥一樣可以在某種程度上延緩認(rèn)知衰退的進(jìn)程，因此可將之稱為數(shù)字藥物或數(shù)字療法。腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)的臨床應(yīng)用將為認(rèn)知障礙患者在重返正常生活的道路上注入新的力量。”
認(rèn)知障礙是最復(fù)雜的疾病之一
認(rèn)知障礙又稱認(rèn)知缺陷，是指大腦記憶、語(yǔ)言、推理、計(jì)算、情感、執(zhí)行能力等方面出現(xiàn)異常，從而引起學(xué)習(xí)、記憶等障礙，影響患者的社會(huì)功能和日常的生活質(zhì)量。常見(jiàn)的認(rèn)知功能障礙疾病有阿爾茲海默癥、血管性癡呆等。
認(rèn)知障礙通常由相關(guān)疾病引起，常出現(xiàn)注意、記憶、視空間、語(yǔ)言、計(jì)算、執(zhí)行力等方面一項(xiàng)或多項(xiàng)的受損。除了常見(jiàn)的阿爾茨海默癥、血管性癡呆外，顱腦外傷也會(huì)引發(fā)認(rèn)知障礙，不同程度的顱腦外傷對(duì)學(xué)習(xí)、記憶均存在不同的影響。
文冬教授表示，認(rèn)知是一個(gè)高度復(fù)雜的智能加工過(guò)程，它涵蓋了機(jī)體如何認(rèn)識(shí)世界并獲取知識(shí)，該過(guò)程涉及學(xué)習(xí)、記憶、語(yǔ)言、思維、精神、情感等一系列心理和社會(huì)行為。認(rèn)知功能的基石在于大腦皮層的健康運(yùn)作，由于大腦非常復(fù)雜，不同類型的認(rèn)知障礙表現(xiàn)往往彼此關(guān)聯(lián)。因此，認(rèn)知障礙是腦疾病診斷和治療中最困難的問(wèn)題之一。
前沿技術(shù)應(yīng)用于認(rèn)知康復(fù)領(lǐng)域
腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)前的科技前沿研究領(lǐng)域，正在引領(lǐng)認(rèn)知康復(fù)領(lǐng)域的革命性變革。這兩項(xiàng)技術(shù)可以讓患者在虛擬生活場(chǎng)景中與大腦溝通，突破了傳統(tǒng)認(rèn)知上的康復(fù)手段。在認(rèn)知康復(fù)領(lǐng)域，深入挖掘腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)認(rèn)知障礙患者的認(rèn)知能力進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的評(píng)估與訓(xùn)練。
“我們的大腦利用微弱的電信號(hào)作為信息交流的媒介，無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)就是在頭皮上巧妙地放置電極，來(lái)捕捉這些微弱的電信號(hào)，然后將捕捉到的電信號(hào)傳輸?shù)诫娔X或便攜式系統(tǒng)中，以便實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的解碼與應(yīng)用。”文冬告訴記者，在這一步驟中，電腦或便攜式系統(tǒng)將復(fù)雜的算法用于解碼和分析這些電信號(hào)，識(shí)別出不同的意圖或指令。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是通過(guò)模擬三維環(huán)境，讓用戶沉浸于一個(gè)構(gòu)建良好的虛構(gòu)世界之中；借助頭戴式顯示器和交互設(shè)備，這種技術(shù)讓用戶仿佛親臨現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的互動(dòng)。
這兩項(xiàng)技術(shù)融合在一起，可以幫助了解認(rèn)知障礙患者大腦活動(dòng)的變化，即對(duì)借助腦機(jī)接口技術(shù)采集到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以便評(píng)估認(rèn)知障礙患者的認(rèn)知狀況；用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造仿真的環(huán)境，讓認(rèn)知障礙患者沉浸其中并與之互動(dòng)，進(jìn)而開(kāi)展不同類型的康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)，以便延緩認(rèn)知功能的衰退進(jìn)程。
“這為患者及其家屬帶來(lái)了希望，”文冬告訴記者，有些認(rèn)知障礙患者每天記不住事，出門就回不了家，有些漸凍癥患者四肢均不能動(dòng)，而這項(xiàng)技術(shù)可以幫助他們逐步進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，哪怕只能輔助他們執(zhí)行簡(jiǎn)單的日常動(dòng)作，均能減輕家屬的照料負(fù)擔(dān)。
未來(lái)進(jìn)行更多的技術(shù)驗(yàn)證
“目前我們正在和一些國(guó)內(nèi)的知名三甲醫(yī)院進(jìn)行深入合作，”文冬介紹，“未來(lái)我們可能會(huì)在更多的醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu)等場(chǎng)所進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。”目前，文冬教授團(tuán)隊(duì)也申請(qǐng)了與該技術(shù)相關(guān)的國(guó)際專利和國(guó)內(nèi)專利。
事實(shí)上，腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可用于醫(yī)院等醫(yī)療場(chǎng)所，未來(lái)該技術(shù)還可以應(yīng)用到新的場(chǎng)所，如養(yǎng)老院、福利院、社區(qū)等。
“我們目前有許多技術(shù)儲(chǔ)備。”文冬表示， 比如基于腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)的空間認(rèn)知訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)、不同認(rèn)知域評(píng)估系統(tǒng)、不同認(rèn)知域游戲訓(xùn)練系統(tǒng)、數(shù)字認(rèn)知診療平臺(tái)等。
北京神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)、軍事醫(yī)學(xué)研究院軍事認(rèn)知與腦科學(xué)研究所副所長(zhǎng)李云峰教授評(píng)價(jià)該項(xiàng)目時(shí)認(rèn)為，腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)相融合，形成了一套創(chuàng)新性的組合技術(shù)，該技術(shù)已在小規(guī)模認(rèn)知診療的臨床實(shí)踐中展現(xiàn)出一定成效，契合了當(dāng)前社會(huì)對(duì)高效醫(yī)療前沿技術(shù)的迫切需求，值得進(jìn)一步推廣。
“僅有研究成果發(fā)表文章是不夠的，”北京神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)張嶸告訴記者，“成果轉(zhuǎn)化是我們工作的重要方向，解決神經(jīng)精神疾病、保護(hù)公眾腦健康是我們工作的目標(biāo)。此次評(píng)選展示活動(dòng)的目的就是篩選好項(xiàng)目，搭建與資本對(duì)接的橋梁。”
責(zé)任編輯：夏巖
