科普 | 大脑的潜力究竟有多大？

电影《头号玩家》剧照

元宇宙的提出，打开了我们对未来虚拟世界的想象。作为元宇宙的重要入口，脑机接口技术的发展，正不断拉近我们与元宇宙的距离。科技的进步和发展，正在为人类健康增添动力。

比起处在概念阶段的元宇宙，脑科学与康复外骨骼机器人的结合，已经开始帮助人们完成重获健康的梦想。随着脑科学的发展，更确切地说，是“脑的可塑性”理论的发展，把康复医学的未来更清晰地展现在我们面前。

人体某个部位损伤后，身体并不会消极地任其损伤下去，而是迅速地调动一切有利因素进行积极地抵抗和修复。大脑损伤发生后，大脑也会积极地进行一系列的修复活动。人脑的结构和功能随着内外环境的变化而不断变化和重建，最终替代和重获由于损伤而失去的功能，这就是“脑的可塑性”。

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大脑由神经细胞和胶质细胞构成，神经细胞通常叫做神经元，是人脑信息处理的基本功能单位。神经元具有适应各种变化的能力，以应对各种突发的危险，这种潜力大到超乎我们的想象。举个例子，大脑在极度缺氧时，每分钟损失的脑细胞可达数百万，但是人脑仍可能从这种损伤中部分恢复过来。

研究发现，人的大脑中有860亿个神经元，神经元之间可以建立广泛的连接，1个神经元细胞可以与50000个神经元细胞交流信息。大脑具有多个功能分区，每个分区会负责不同的功能，具有视觉区、听觉区、语言区和运动功能区等，脑卒中、颅脑外伤等中枢性损伤，会造成相应的功能障碍，例如运动功能区的某些损伤会引起肢体偏瘫。

人们曾经认为神经元是不可再生的，并因此认为脑功能也不能重新获得。实事上，在形态学上，神经元上广泛分布着突触，分别是树突和轴突，当大脑的部分神经细胞死亡时，存活细胞的丰富轴突可以通过侧支长芽等来取代丧失的轴突，正是这些突触之间相互连接，才使神经元之间建立新的神经通路。

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以外骨骼康复机器人为代表的功能训练，在促进中枢神经系统功能可塑性变化方面，有非常重要的作用。现已证明，反复的感觉刺激和运动刺激，可促进功能性神经通路的形成，巩固新建突触或新启用突触的效率。

神经轴突发芽，仅仅只是脑的可塑性理论中的一种体现。脑损伤还可以通过失神经过敏、神经生长因子和免疫因子、潜伏通路的启用等进行恢复，或者通过临近完好的神经元进行功能重组。

大脑的可塑性，需要外界给予多样性的刺激才能被更好地激发，因此康复训练是不能忽视的关键因素。行走能力的恢复是一个运动再学习的过程，错误的动作刺激，会让大脑建立错误的动作习惯，并且很难调整和纠正，因此正确动作的引导非常关键。

基于以上神经重塑的原理，公司研发出LiteStepper™单下肢康复训练机器人，通过输入正确的运动模式来指导输出，促进正常功能模式的形成，达到运动功能恢复的目的。

LiteStepper™单下肢机器人

LiteStepper™机器人，通过对大脑损伤区域进行运动刺激，促进运动功能和感觉功能恢复，加之预先植入的智能算法，可以实时根据患者的情况提供智能化的训练，建立正确的运动模式。同时可以帮助单下肢行走障碍患者提高平衡功能、矫正步态，甚至恢复正常行走能力，实现中枢神经系统功能重建。