据连线杂志报道，瑞士神经科学公司MindMaze创始人兼首席执行官特吉·塔迪（Tej Tadi），已经找到利用虚拟现实（VR）技术修复中风患者受损大脑的方法。现在，他正研发一种微芯片，可以复制大脑并行处理大量数据的方式。
图1：MindMaze创始人兼首席执行官特吉·塔迪（Tej Tadi）表示:“通过研究受伤的大脑，以及它是如何运作的，这真的有助于我们更好地了解健康大脑。”
2011年3月的一个寒冷的早晨。通常情况下，在每年的这个时候，美国加州超级摩托车学校(California Superbike School)英国分部的46岁主任安迪·艾博特(Andy Ibbot)会出现在停机坪上，驾驶着学校的亮蓝色雅马哈R6s在银石赛道上迂回前进。不过那天，他躺在北安普顿总医院超急性中风病房的病床上。
艾博特的脸本来被晒成棕色，现在却和周围的墙壁一样呈现灰白色。自从接受常规颈部手术引发严重的中风以来，已经过去72小时了，这使得艾博特的左侧颈动脉向大脑供血不足。医生预测，艾博特可能活不过三天。由于细胞缺氧，中风对他大脑左半球的神经元造成了广泛的损害，导致他身体右侧的神经瘫痪。
大脑的连接方式并不是与生俱来的。当神经元经常聚集在一起时，它们之间的联系就会增强。这种机制被称为神经可塑性，激活一个神经元更有可能触发另一个神经元被激活，从而促进了相关想法的快速回忆，或者是在共同运动中平稳执行肌肉的收缩模式。简而言之，神经可塑性是我们学习的基础机制。当我们年轻的时候，这些联系是非常灵活的，但随着年龄的增长，它们会变得更加牢固。20岁以后，学习新的语言或新的身体技能就变得困难得多。
中风已经撕裂了艾博特的神经元网络，使他失去了说话和走路的能力。然而，中风也会带来一种常见的、但尚未完全被理解的现象，它使这些神经元变得更加灵活，使艾博特有短暂的机会修复部分损伤。在他受损的大脑再次恢复到完全成熟状态之前，他有六个星期的青春柔韧性周期来尝试和改造这些神经连接，重新学习如何移动身体。
通过物理治疗，鼓励中风患者尝试使用受损的大脑区域来控制相应的肌肉群，这有助于触发这些神经元，从而为受损的神经重新建立连接。换句话说，利用神经可塑性可以教会大脑如何让身体运动。为了使脑卒中后可塑性的短暂窗口发挥最大潜力，英国皇家医学院建议患者每天至少进行45分钟的物理治疗。在英国，刚刚有半数医院达到了这个目标。
图2：MindMotion Go是一款供患者玩的游戏，可以在非临床环境下继续进行身体和精神方面的康复
2011年9月，当艾博特出院时，一切看起来已经太迟了。六个月过去了，他的可塑性增强窗口早已消失，他的大脑也进入了中风后状态。医生建议艾博特适应新的生活，他的说话或吞咽能力有限，右侧身体几乎无法移动，需要拐杖支撑才能移动。不过，艾博特有其他想法。就在中风前两个月，他开始参加撒哈拉沙漠马拉松 (Marathon des Sables) 训练，即穿越撒哈拉沙漠的6天超级马拉松比赛。
艾博特知道，中风后参加马拉松跑赛的想法是个不切实际的目标。不过，他想，为什么不能步行完成呢？艾博特的家在安普顿郡的Long Buckby，那里距离名为Physiofunction的神经物理治疗公司只有十分钟的路程。而Physiofunction碰巧是欧洲最早试验名为MindMotion Go的新技术的公司之一。
由瑞士神经科技初创公司MindMaze开发的MindMotion Go，采用微软(Microsoft)的Kinect动作捕捉摄像头，为用户提供了全套专为鼓励正确身体动作而定制的游戏。有些游戏需要你移动手臂去赛车，倾斜身体去驾驶飞机，或者握紧拳头去操作起重机。这吸引了艾博特的竞争天性。6年后，艾博特的手臂恢复了运动能力，随后语言能力也大大增强。
随着练习的持续，他先是可以在拐杖支撑下走路，最后甚至抛掉了拐杖。2017年4月7日，艾博特发现自己站在了他最初计划于2012年回归的地方：摩洛哥沙丘中，即撒哈拉沙漠马拉松赛的起点。艾博特说：“我的目标只是为了到达起跑线，在那之后的任何事情都是额外的奖励。”
9小时11分钟后，艾博特跑过了前30.3公里阶段的终点线，在10小时有效截止时间之内。接下来的39公里需要在11个半小时以内完成。第二天上午9点30分，伴随着《Highway to Hell》的曲调，艾博特和其他参赛者一起从营地大步走出来。
图3：生物医学工程师索朗奇·塞皮（Solange Seppy）正在测试运动捕捉传感器
2017年8月，MindMaze创始人兼首席执行官特吉·塔迪（Tej Tadi）在公司的瑞士洛桑总部接受记者采访。该公司总部占据了一栋办公楼的七、八层。从他办公桌后的窗户，可以看到令人震撼的景观——瑞士阿尔卑斯山的白色冰川，它与洛桑本身的炎热和潮湿形成了鲜明的对比。36岁的塔迪是瑞士最成功的企业家之一。2016年，他的神经科学公司MindMaze成为该国第一家达到10亿美元估值的初创公司，这要归功于印度企业Hinduja Group的1亿美元投资。
这笔投资被用于开发MindMotion Pro，也就是艾博特使用的最初医学级系统。它使用专有的动作捕捉摄像头和虚拟化身，自动完成那种通常需要训练有素的理疗师持续指导的物理治疗。塔迪在印度海得拉巴长大，对在医疗保健领域工作从来不感兴趣，即使他的父母都是医生。在取得电气工程本科学位后，塔迪决定学习特效技能。他说：“这是一种创造性的冲动，我想找到让模拟爆炸或火焰爆发在屏幕上看起来更真实的方法。”
2004年，塔迪加入瑞士洛桑联邦理工学院(EFPL)，开始攻读VR计算机图形学硕士学位。他的第一个项目是在虚拟化身中开发更真实的行走动作。该项目需要了解人脑是如何控制运动的，因此他经常到附近的医院去研究患有运动障碍的人，比如帕金森症患者。塔迪解释说:“通过研究受伤的大脑，以及它是如何运作的，这真的有助于你更好地了解健康大脑。”
塔迪记得一个19岁的男孩，他在一次事故中失去了双臂。和80%以上的截肢者一样，这名男孩也患有幻肢疼痛，即截肢者手臂所在部位疼痛难忍。虽然人们对幻肢疼痛背后的机制知之甚少，但有一种理论认为，这是大脑在看到失去手臂时做出的反应。它与从肢体的其余部分发出的持续信号相矛盾，后者显示整个手臂仍然存在。
塔迪的想法是引入虚拟肢体来解决这种冲突。他给病人设置了脑电图(EEG)帽，它可以通过头骨检测脑电波，并以此来对他面前屏幕上显示的一对手臂进行粗略的控制。这些不过是人类四肢的漫画罢了，它们的动作和男孩的想法之间的同步足以解决他的大脑内部冲突，从而减轻慢性疼痛。事实上，塔迪遇到了一种新的错觉。它不依赖于图形的逼真度，而是更基本的、与身体联系更密切的东西，即被称为“具体化错觉”的神经科学技巧，它不仅改变了一个人看待周围世界的方式，还改变了他们在其中感受自己身体的方式。
图4：2017年4月，安迪·艾博特参加“撒哈拉沙漠马拉松”
2012年，塔迪开始在瑞士洛桑联邦理工学院（EFPL）神经科学家奥拉夫·布兰科（Olaf Blanke）的实验室攻读博士学位，研究这些错觉背后的机制，以及如何利用它们来帮助患者康复。布兰科的实验室专门研究多感官整合机制，研究某个人的神经系统是如何将他从身体触觉、听觉、视觉、嗅觉和其他感官接收到的所有输入信息结合起来，并形成统一体验的。例如，我们的大脑是如何利用喵喵的声音、皮毛的触觉感觉和猫形的视觉，并将所有这些感官输入结合在一起，让它们意识到一只活的、有呼吸的猫。
当时，布兰科刚刚开始调查鬼魂，这是一系列精神疾病的症状，比如精神分裂症，它让病人感到房间里还有其他看不见的存在。布兰科已经意识到，他研究的每个病人都有一个共同点，那就是大脑中负责整合多感官信号的区域受到了损害。布兰科表示：“想想我们的四肢在大脑中的表现，它们不止是虚像，你会有本体感觉，你的手臂在空间的位置感觉。你可以看到它；当它撞到什么东西时，你可以听到它的声音；你可以移动它，你的大脑会预测当你这样做时，其他的输入会发生什么变化。在仅仅涉及理解左臂时，大脑就需要动用四个不同的部分。”
正是大脑将这些输入成功地结合在一起，才让你觉得手臂是自己身体的一部分。当这种机制失败时，当你的大脑处理手臂视觉的时机与本体感受系统对其位置感觉不相匹配时，你就会发现自己患上布兰科病人的症状。他们会有“身体不属于自己而是属于别人的”感觉。改变不同感官输入之间的同步可以扰乱人们对自己身体的识别。塔迪和布兰科开始想，这种机制是否也能被积极利用。
在某种意义上，这是以前就做过的。1998年，匹兹堡大学的研究人员发现了一种叫做“橡胶手错觉”的效应。首先，实验者把志愿者的手藏在桌子下面。然后，他们把橡胶手放在桌子上面，同时用画笔在看不见的真手和看不见的假手之间划来划去。仅仅是这种触觉和视觉输入之间的同步就足以让参与者觉得，就像可观察到的橡胶手是他们自己的手一样。当实验者突然试图用锤子砸橡胶手时，他们惊慌失措的反应可以戏剧性地说明这种影响。
塔迪想知道，用今天的虚拟现实技术是否能做得更多？所以2006年，在布兰科的指导下，塔迪做了个头戴式显示器，并试图将橡胶手的效果延伸到整个身体。志愿者在观看虚拟化身的视频流时被拍了一下，这个化身似乎在他们面前几米远的地方，但他们却有背部同时受到碰触的感觉。
有几个志愿者表示有不舒服的感觉，但是对于所有的参与者来说，他们的位置感有了漂移，感觉在远离他们自己的身体，并进入化身中。这是第一次证明同步刺激可以用来欺骗大脑，使它不仅接受一个新的身体部位，而且能接受全新的身体。塔迪想知道，这对神经恢复和虚拟现实意味着什么。因此，2012年，塔迪创立了MindMaze公司。他希望将其了解的有关欺骗大脑对自身身体感知的知识，再结合神经可塑性原理，鼓励受损的大脑重新连接自己，就像艾博特的大脑那样。
MindMaze的首款产品MindMotion Pro于2015年推出。与艾博特使用的MindMotion Go系统中的Kinect摄像头不同，MindMotion Pro的摄像头在2017年5月获得了美国食品和药物管理局(FDA)的许可，可在病人躺在病床上一动不动时检测到他们的手臂。然后在放在病人床边的便携式屏幕上呈现一个简单的卡通人物。通过移动真正的手臂，病人可以控制这些虚拟化身，以便执行一系列的任务，比如把虚拟盘子放到虚拟托盘上。随着他们的康复取得更大进展，还可以执行更复杂的挑战。
这一原理与传统的康复理疗相似，即重复做些正常的动作，比如抬起手臂，以加强所涉及的受损神经连接，就像反复运动可以增强肌肉一样。但与传统的脑卒中后治疗不同的是，MindMotion Pro可以调整虚拟手臂的运动，让患者看起来比以前取得更大成功。这意味着它可以通过利用大脑区域控制特定运动的方式来加速康复，不仅是当患者本人执行这个动作的时候，在他们观看同样动作的时候也会产生效果。