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福音来了?虚拟现实技术或将可以让中风患者的大脑恢复健康

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虚拟现实能帮助中风患者恢复运动机能吗?这是一个Sook-Lei Liew想要回答的问题。

Liew是南加州大学,也是Keck医学院从助理教授。他的灵感来自于Mel Slater和Jeremy Bailenson在虚拟现实领域的研究。例如,如果有人在虚拟现实环境中给了孩子一个身体,他们可能会开始表现出更孩子气的行为。

她想知道,如果给中风患者带来运动障碍,一个虚拟的虚拟化身能帮助提升大脑的可塑性(或改变的能力)和恢复能力。也许它最终会导致他们再次移动受损的肢体。

南加州大学的研究员Sook-Lei Liew和她的合作伙伴正在测试虚拟现实是否可以帮助中风康复。

“所以,有点像通过视觉输入来欺骗大脑,”Liew说,他同时也是神经可塑性和神经康复实验室的主任。“有很多来自神经科学和心理学的新证据表明,你可以真正地认同《阿凡达》,它会根据虚拟现实中的化身来改变你的行为。”

虚拟现实是由计算机生成的3D环境模拟。一个人可以用一个虚拟现实头戴设备来给眼睛提供图像,这样一个人就可以被转移到另一个地方,或者以一种看似现实的方式与一个场景进行互动。它通常被用于游戏,但它也在其他环境中进行测试,比如康复中心。

在医疗保健和病人治疗中实现虚拟现实并不是什么新鲜事。它被用来帮助人们克服恐惧症和焦虑症。不过,随着这项技术的开发和商业化,该应用正开始腾飞。一些医学院正试图通过虚拟模拟训练学生,甚至帮助助产士学会如何接生婴儿。

Liew的研究小组一直在研究一项名为“重塑”的研究,这是一个用于康复环境的缩写,它使用了神经学增强神经训练的虚拟增强技术。研究人员还与南加州大学创新技术研究所合作开发了这一原型。

这一过程的工作原理是使用大脑-计算机接口,它接收来自大脑的信号,并利用它来控制另一种设备:一台电脑、一个机器人,或者在另一种情况下,是虚拟现实中的化身。

接下来,研究人员使用脑电图或脑电图,从头皮表面读取大脑活动的电子信号。研究小组还使用了肌电图学,研究肌肉的电活动。这能告诉他们是否有人在动,或者他们是否在动。

然后,这些信号被输入到笔记本电脑上的程序中。这个程序有一些阈值,这样当大脑中的特定信号或肌肉活动与试图移动的动作相对应时,它们就会驱动虚拟手臂的运动。通过虚拟现实头戴设备产生的视觉反馈,可以帮助加强从受损的运动皮层到受损的手臂或肢体的神经通路。

虽然研究人员理论上可以将这一过程扩展到病人的下肢,但Liew说,对于那些下肢运动损伤的人来说,尝试使用虚拟现实技术是很危险的,所以坐下来的研究要安全得多。

该研究小组最近用Oculus DK2对22名健康的老年人进行了测试,他们提供了一个样本,显示了他们移动时大脑和肌肉的信号是什么样子。现在,他们开始在一个受控的实验室环境中对中风患者进行测试,目标是在短期内与10人一起工作,从长期来看,在临床和家庭环境中都有数百名患者。

该团队还发现,在虚拟现实头戴设备中,给人们发送虚拟手臂的神经反馈,比简单地在屏幕上显示效果更有效。

Liew说:“他们在我们试图瞄准的运动区的大脑活动更高,他们能够更好地控制大脑计算机的界面。”“这表明,在虚拟现实中这样做还有一个额外的好处,这是我们首先想知道的事情之一。”

由于虚拟现实技术仍然是一种相对较新的技术,因此在医疗行业中使用虚拟现实技术的最佳方式还有很多未解的问题。

Gartner分析师Brian Blau表示:“在很大程度上,没有人知道如何为商业或消费者打造伟大的虚拟现实体验。”随着时间的推移,这些问题将得到解决。但对于医疗行业来说,他们有额外的额外好处,那就是拥有更多的身体行为,而这些行为要么是模仿的,要么是想要测量的。”

尽管虚拟现实在医疗保健领域的可能性令人兴奋,但Liew小心翼翼地避免超越自己。

“我们认为虚拟现实技术是一种很有前途的媒介,但我们正在谨慎前行,”她说。“我们正在尝试做的很多工作是测试假设,因为人们对虚拟现实有很多兴奋之处,但在科学上并没有那么多的东西。”

只有时间和大量的研究才能证明这一点。

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