北京
專為神經康復設計的機器人，特別是用于輔助手臂和腿部運動以及運動再學習的機器人，正越來越多地被因疾病或損傷而導致肢體活動受限的患者所采用。然而，機器人驅動的被動運動與機器人輔助主動運動過程中的主動自主控制之間大腦反應的差異尚不明確。闡明這些差異對于理解運動學習、神經可塑性和功能恢復的機制至關重要。
筑波大學的研究人員在《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》上發表的一項研究首次證實，當用戶自主控制仿生機器人時，大腦中負責高級運動規劃和準備的區域（例如前運動皮層）會被激活。這一發現是通過在機器人輔助運動過程中進行實時腦部測量而證實的。利用能夠響應用戶意圖的可穿戴機器人進行主動康復，可以促進神經可塑性并推動大腦功能重組。
（a）肩部HAL原理。（b）3種實驗條件。
研究團隊在三種不同條件下，觀察了健康參與者佩戴仿生機器人（可穿戴仿生機器人HAL，CYBERDYNE公司）抬起手臂時的大腦活動。
第一種條件是機器人輔助主動運動，參與者在機器人輔助下主動發起手臂運動。第二種條件是機器人驅動被動運動，機器人在參與者無意識的情況下移動手臂。第三種條件是自主運動，參與者在無人輔助的情況下抬起手臂。
（c）實驗裝置及受試者佩戴方式。
（d）通道布局。（e）光極位置在平均大腦模型及覆蓋區域的投影。
研究人員采用功能性近紅外光譜技術測量腦血流量的變化，結果顯示，在機器人輔助主動運動和無機器人輔助的自主運動中，負責運動的大腦區域活動顯著增強。
激活圖描繪了 3 種條件下靜息狀態與任務狀態比較的 t 值，投影到大腦的精確位置上
具體而言，參與運動計劃和準備的高級運動區域，例如前額葉皮層和輔助運動區，表現出強烈的活動。然而，當手臂完全由機器人驅動時，與運動手臂同側的大腦活動以及高級運動區域的活動則有所降低。
這些結果表明，自主運動的意圖對于激發更廣泛的腦活動、促進康復和機器人輔助治療中的大腦學習和恢復至關重要。此外，這些發現凸顯了半機械人康復技術的潛力，該技術能夠根據穿戴者的意圖實現人機協作運動，從而顯著改變未來的醫療保健。
參考來源：
https://ieeexplore.ieee.org/document/11030730
僅用于學術分享，若侵權請留言，即時刪侵！
歡迎加入腦機接口AI星球
獲取更多腦機接口+AI等領域的知識和資源。
歡迎來稿
1.歡迎來稿。投稿咨詢，請聯系微信：RoseBCI
點擊投稿：
2.加入社區成為兼職創作者，請聯系微信：RoseBCI
一鍵三連「分享」、「點贊」和「在看」
不錯過每一條腦機前沿進展
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
