医疗可穿戴设备突飞猛进：人类离逆天还有多远？

随着科技不断发展，现实生活中还不太可能达到“所有器官都是人造的”状态，但是芯片植入之类的研究已经有不少进展。软件开发人员、学生和创业家是最先对身体植入技术感兴趣的群体。

帮助瘫痪患者

早期的研究认为，脊髓受损之后，大脑为了与失去联系的器官获得联系，会发生重组，尽管这种尝试往往是徒劳的。大脑的这种重组让研究人员觉得，通过重建神经通路让四肢恢复运动能力是无济于事的。因此，他们打算借助机械手臂，帮助患者恢复部分生活能力。于是就成了下面这样的

匹兹堡大学研究团队成功将一个芯片植入患者大脑，患者可以通过大脑控制与芯片连接的机械手臂。同一年的早些时候，遐迩闻名的常春藤联盟成员布朗大学的研究人员也完成了类似的研究。

患者利用大脑微芯片控制机械手臂喂食巧克力

但是，对于一个四肢健全的瘫患者而言，闲置四肢而使用额外增加的机械手臂，不仅是一种资源浪费，还会让患者感到不便捷。于是就有固执的研究人员埋头研究如何让瘫痪的四肢恢复运动能力。

同样在2012年，美国西北大学的研究团队成功实现用大脑芯片控制小猴子的上肢。他们利用植入小猴子大脑的芯片获取神经数据，根据这些数据预测需要刺激的肌肉，然后猴子胳膊上相应的电极会发出电信号，形成刺激，相应的肌肉收缩，小猴子就可以完成相应的动作。

俄亥俄州立大学的研究团队将可以获取大脑神经信号的芯片植入一名24岁四肢瘫痪患者Ian Burkhart的大脑，患者已经瘫痪的右手恢复了部分功能，患者可以倒水、刷卡，甚至玩儿弹吉他游戏。4月13日，Chad Bouton领衔的这一研究成果刊登在《自然》杂志上。

据《自然》杂志报道，五年前的一次意外，让Ian Burkhart摔断了脖子，从此以后他的四肢就失去了知觉，生活不能自理。后来他发现离他家不远的俄亥俄州立大学在研发一种让瘫痪四肢复苏的技术，目前 正在招募实验的志愿者。于是为了能够生活自理，Burkhart加入了Bouton的研究项目。

Burkhart摔断了脖子，大脑和手失去了联系

Bouton让Burkhart尝试模仿视频里面播放的手部动作，于此同时，Bouton和他的助手用fMRI（功能性磁共振成像）设备扫描Burkhart的大脑活动，记录下做规定动作时大脑的活动形式。

通过建立“神经旁路”，Burkhart又可以控制自己的手了

接下来，Bouton通过手术在Burkhart大脑特定区域植入一个芯片，用于记录Burkhart大脑的活动信号。这些信号经电脑转换成电信号，电信号通过固定在Burkhart手臂上的腕带刺激相应的肌肉，使Burkhart的手能做出相应的动作。这时，电脑会记住作出相应动作时，腕带上电极的情况。

最开始的时候，Burkhart的训练是从最简单的伸开手掌和握拳头开始的，通过不断的尝试，Burkhart在一天之内就学会了移动手掌，以及伸开手掌和握拳头。

在接下来很长一段时间里，Burkhart每周接受3次训练。如此反复训练，再结合机器学习算法，最终，Burkhart能够完成手指分离，以及6种不同的手腕动作。在这个基础上，他可以端水、倒水、搅拌，他甚至学会玩儿一种吉他游戏。

腕带上布满了电极，电极的不同开关组合，对应的是不同的动作。上图的电极模式对应的动作是摊开手掌（红色表示负极，黑色表示正极，无色的没有启动）

谷歌最新专利“穿戴式心电图设备”

上周，美国专利局公布了一项谷歌的心电图设备专利，该专利显示，这套设备以穿戴的方式让用户可随时随地的记录自己的心电图情况，以方便他们在运动或者其他场景下了解到自己的心脏活动水平。在医院当中，医生通过将多个电极进行导联，将它们贴在皮肤上，再通过导联线与心电图机电流计的正负极相连以记录心脏的电活动，最后打出心电图纸。在互联网发展的今天，这种陈旧的心电图记录方式显然应该被淘汰，而谷歌的这套设备可以帮助用户随时随地的记录心电图情况。

由于心电图是通过在皮肤的多个点位测量电信号以记录心脏活动，因此它要求穿戴设备必须能够形成“导联”，例如手臂、胸部、腰部都必须要有触点接触。谷歌这套设备从胸衣、护臂、一直到短裤它们都有与皮肤接触的电极，而且电极触点具备弹性变形属性，可以像衣物一样适应皮肤。

该设备可以帮助运动者、病患者随时记录心电图情况，并且可以将心电图数据发送到云服务器上，记录健康状况。由于心电图不像心率一样可以通过手环、手表等设备就可以进行简单的测量，它需要更多的触点、更复杂的导联方式，因此该设备的出现更具意义。