創新之光照亮特殊兒童逐夢路——“科技童行”系列報道之四

科技日報記者 吳葉凡

從利用腦電信號的精準訓練，到定位腦區的創新技術，再到支撐身體的外骨骼機器人……一項項創新成果化作溫柔而有力的手，託舉起特殊兒童的夢想，讓他們有機會掙脫束縛，與同齡人一起擁抱燦爛的未來。

每個孩子都該擁有放聲歡笑的權利，都該享受奔跑跳躍的自由，都該體驗溫暖相擁的美好。然而，對於那些有聽力障礙、肢體殘疾、神經發育障礙的特殊兒童而言，這些簡單的願望卻是奢望——他們或聽不見鳥鳴，或邁不開腳步，或被“困”在自己的小世界裡。

如今，科技的進步正在爲他們帶來希望。從利用腦電信號的精準訓練，到定位腦區的創新技術，再到支撐身體的外骨骼機器人……一項項創新成果化作溫柔而有力的手，託舉起特殊兒童的夢想，讓他們有機會掙脫束縛，與同齡人一起擁抱燦爛的未來。

腦電“信使”：讓聽障患兒聽到更“清晰”的世界

隨着科技發展，許多聽障兒童能夠通過助聽器、人工耳蝸等設備，感受“有聲”世界。不過，這部分孩子從能夠聽見、聽清到可以說，再到流暢表達，需要進行持續的康復訓練。中國聽力語言康復研究中心（以下簡稱“中語康”）研究員申敏告訴科技日報記者，助聽設備的個性化調試（特別是高中低頻信號調試）至關重要，其適配精度直接決定聽障兒童能否聽得清、聽得準，進而影響語言康復的效果。

精準調試助聽設備是一項非常複雜的工作。如果設備調試得不適合聽障兒童，他們就可能出現康復進度遲緩、發音清晰度差等問題。然而，準確評估聽障兒童能否聽清是一個難題。患兒聽到的聲音無法讓別人聽見，傳統上人們只能依靠觀察其反應或者根據其仿說正確與否來間接推斷。“這種方式在很大程度上依賴孩子的配合度和聽覺言語基礎。”申敏說。

MMR（失匹配反應，Mismatch Response）精準言語聽覺訓練則爲聽障兒童建立了一套客觀評價標準。

那麼，什麼是MMR？我們可以通過一個生活場景來理解。假如，人們正坐在辦公室裡，窗外有規律地傳來“嘀——嘀——嘀——”的水滴聲。一開始人們可能會注意到水滴聲，但聽久就習慣了，大腦會默認這是“正常背景音”。突然，水滴聲變成“咚——”的一聲。此時，大腦就會產生MMR，其通常可以通過電生理信號體現出來。

大腦的這一特性在聽障人士的評估中有重要作用。如果助聽設備適配，聽障兒童可以聽清，工作人員就可以從採集到的腦電信號中找到MMR；反之，如果助聽設備不合適，聽障兒童聽不清，就找不到。申敏告訴記者，早在2007年，業內就有人提出把這一發現應用於聽障人士評估，但受限於研發成本，許多機構沒有進一步開發。

“依靠中語康心理學實驗室的先進設備和大量臨牀數據，我們開展了相關科研工作。”申敏告訴記者，從2017年開始，研究團隊嘗試利用MMR爲聽障兒童提供言語聽覺訓練。經過大量臨牀測試，2024年中語康正式推出MMR精準言語聽覺訓練。在訓練中，當聽障兒童戴上電極帽、接收聲音信號後，其聽覺中樞的腦電信號就會被傳輸到電腦。科研人員可在腦電信號中找到MMR，和聽力師一起調整助聽設備參數；隨後依據MMR特徵爲患兒設計階梯式訓練，從單音節基礎語音開始，逐步升級到詞語、短句，從而提升孩子的語言能力。

MMR精準言語聽覺訓練能通過“精準刺激—神經反饋—針對性強化”顯著提升聽障兒童的語言能力：針對“說不清”，強化聲母、韻母等細微語音差別感知，助其把握髮音着力點；針對“說不對”，設計含聲調、語調變化的短句訓練，結合口部運動指導，將語音轉化爲正確發音動作；針對“學得慢”，循序漸進增加語音複雜度，提升患兒聽覺中樞處理效率，加快學習進度，最終改善“說不清”“說不對”“學得慢”的問題。

申敏回憶起一個令她印象深刻的聽障兒童。“這個孩子當時四歲半，已經佩戴人工耳蝸一年，但一直沒有言語表現，家長一度擔心他患有孤獨症。”申敏說，情急之下，父母決定帶着孩子嘗試MMR精準言語聽覺訓練。

令人驚喜的是，訓練不久，這個孩子就能夠發出聲音。一年後，他可以主動與人交流。“現在這個孩子已經三年級了。他最近在學校爲同學們廣播新聞，大家都能聽懂。”申敏說。

腦圖“導航”：助“星星的孩子”打開溝通大門

孤獨症是兒童神經性發育障礙疾病，孤獨症患兒被稱爲“星星的孩子”。該病由於病因及發病機制複雜，目前尚缺乏有效治療藥物。孤獨症主要治療途徑爲康復訓練，其可幫助患兒逐步提升生活自理能力。這一治療方式雖然能改善症狀，但是難以從根本上改變神經發育障礙。

近年來，科研人員發現，造成孤獨症患者腦功能受限或喪失的根本原因是腦功能環路損傷。不過，人腦的功能分佈存在巨大個體差異。要修復損傷的腦功能環路，前提條件之一是對患兒腦功能區進行準確定位。

如何才能實現腦功能區的精準定位？一項新技術的出現爲解決這一難題帶來了曙光。

前不久，在中國殘疾人聯合會發佈的2025科技助殘創新案例中，昌平實驗室首席科學家劉河生團隊的“個體腦功能剖分（pBFS）技術”名列其中。該技術基於功能磁共振成像，能夠精細剖分個體的大腦功能分區，精準解析腦環路，爲腦功能障礙患者的精準治療提供支持。劉河生指出，該技術不僅可以使人們更準確地理解腦功能異常的內在機制，更重要的是可以助力個性化精準治療，包括神經調控、開發新型腦機接口等。

將個體腦功能剖分技術應用於孤獨症患者，能直觀分析患者的腦功能網絡，精準定位患者各項主要腦功能障礙對應的腦功能環路，科研人員可針對性地開展無創腦功能環路調控治療，最終達到促進社交認知、改善語言功能、提升邏輯認知等目的。

康康（化名）曾是一名無法獨立大小便、聽不懂指令、經常無意義自言自語的孤獨症患兒。在個體腦功能剖分技術的幫助下，經過3個月的治療，康康就學會了獨立如廁，更具備了學習模仿能力，甚至敢主動與陌生人打招呼。“現在他能夠寫全家人的名字，還可以幫我做家務了。”康康的父親欣喜地說。

機械“骨骼”：幫殘疾兒童邁出自信步伐

對於因腦癱、脊髓損傷等造成下肢運動功能障礙的兒童來說，站起來、邁開腿是遙不可及的夢想。近年來，外骨骼機器人的應用，讓他們的夢想有望照進現實。

外骨骼機器人是一種集機械、電子、人工智能等技術於一身的可穿戴設備。從外觀上看，外骨骼機器人就像是“鋼筋鐵骨”搭建起的人體骨架。它依據神經中樞重塑原理，輔助腦癱、脊髓損傷等患兒養成科學的站立、行走習慣，促進筋膜拉伸、肌肉力量增長，並在持續訓練中幫助中樞神經恢復。

“相比於成人，兒童的可塑性更強，在相同病症的情況下，使用外骨骼機器人進行恢復的效果往往好於成人。”北京大艾機器人科技有限公司資深客戶經理程偉紅說，兒童的個頭小於成人，兒童用外骨骼機器人需特別設計，零部件要更精細。比如，成人的腿長約80釐米，而兩三歲孩子腿長可能才40釐米，從髖關節到膝關節只有十幾釐米，這就對零部件的小型化、集成化提出了更高要求。“空間變小，但零部件要‘五臟俱全’，這給研發設計帶來了難度。”程偉紅說。

可靈活調節的髖關節、膝關節構件是外骨骼機器人的關鍵構件。這些構件通過算法控制，能夠根據患兒肢體情況進行自動調節，保障康復訓練效果。“兒童的骨骼和肌肉都更柔軟，關節也更小，因此算法需要更爲精準，以提高設備的可調節精度。” 程偉紅說。

記者瞭解到，艾童作爲專爲兒童設計的運動仿生外骨骼康復訓練機器人，通過精準的算法和結構設計，可以幫助患兒邁開雙腿、獨立行走。身高在80釐米到150釐米之間的兒童，都可以使用艾童外骨骼機器人。它可以根據兒童自身情況個性化調整其步態，幫助兒童改善肌張力，刺激肌肉收縮舒張進而提升骨關節活動能力。

程偉紅回憶，前些天，一位小患者在外骨骼機器人的幫助下，邁出了人生第一步。“我終於可以牽着兒子的手散步了！”孩子的母親激動地說。一旁的程偉紅也感動不已。

來源：科技日報