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錯失升等機會、卻幫助上千個家庭 劉益宏用「腦波數據」改變漸凍人命運

廖元鈴

健康

2019-01-29 11:58

「可以用腦波解碼一個人在想什麼,這不是很有趣嗎?」一提到大腦科學,北科大研發處副研發長暨機械工程系教授劉益宏,毫不保留地描繪他所探索出的樣貌,言談中藏不住對腦神經科學的求知渴望;但難以想像的是,在八年前,仍是機械系副教授的他,對腦科學一竅不通,更從沒想過因為投入研究,迫使得他與升等正教授的機會擦身而過;然而,柳暗花明又一村,他意外跨領域走向腦機介面(Brain-Computer Interface, BCI,即為腦部可直接透過電腦向外界發布指令)的世界,這項研究還成了漸凍人向外界溝通的救命稻草。

從機械跨領域至腦機介面 劉益宏用傻勁拚研究

 

俗話說「危機就是轉機」,這句話寫實地驗證在劉益宏身上。早在九年前,當時還在私校擔任副教授的他,因讚研自動化面板檢測領域,和當時有「面板五虎」之稱的科技大廠合作研發,耗費三年時間,最後卻因業者不願改變現狀採用「自動化」,迫使一千多個日子的研究成果,幾乎付諸流水,讓他灰心不已。

 

但因一次偶然走進書店,翻閱了一本大腦科學的書籍,意外敲開了劉益宏的腦機介面研究道路。

 

他深深著迷於腦神經的學問,讓他心想「倘若能用腦波,解碼一個人的想法」或許是可行的,雖然當時台灣風氣並不重視腦波數據,但基於先前研究的智能檢測演算法,其實正是人工智慧演算法的應用,讓劉益宏有信心能在這領域耕耘出一片天來。於是他開始抱書自學苦讀,從神經解剖到認知心理學,都成了日常讀物,更是將以往的論文寫法習慣砍掉重練,臨摹、閱讀腦科學論文,一切從零開始學習。

 

他錯過升等正教授的機會,卻用了整整四年的時間「從無到有」,發表了第一篇腦機介面的研究,劉益宏談起這段過去,只能笑著說「有點傻」。

 

因為從一台最基本的檢測腦波的「腦波儀」,花費快一年的時間,歷經校內同仁不願出借、廠商臨時不願接受分期付款等波折,才慢慢兜出來。抱持著「關關難過關關過」的心態,讓劉益宏在腦機介面領域的馬步,越扎越穩。

 

昔日友人請求協助 意外一腳踏進漸凍人溝通輔助介面

 

隨後轉到北科大任職的劉益宏,不忘這股研究傻勁,卻意外開啟了與哈佛醫學院研究腦波輔助診斷團隊的合作機會,更是透過腦波數據的判讀,開始應用在憂鬱症、阿茲海默症診斷,更是可應用在ADHD(注意力不足過動症)上,讓劉益宏研究團隊堅信「研究不只是可以發發論文,是真的能幫助到人的」。

 

至於為何會投入漸凍症研究,其實是來自於一位昔日大學學長的請求,想要幫自己博班同學,因此主動詢問:「是否有機會可以將腦機介面的研究,運用在漸凍病友的溝通需求上?」於是劉益宏親自帶領研究團隊拜訪這位漸凍病友家庭——即為前漸凍人協會會長陳大謀,才知曉病友的溝通需求如此緊迫,光喝水、抓癢都無法精確的表達出來,讓他頓時感受到,研究不再僅止於「樂趣」,更多的是「責任」。

 

親臨現場的震撼教育,讓劉益宏與研究團隊每天花上十多小時克服研究困境,由於漸凍病友的運動神經元退化,導致儘管將感測器放置在運動皮質區,侷限性仍是相當高。這個困境也讓劉益宏主動設計開發出一套「後端演算法」,針對每個病友最佳的腦區進行定位,隨後更是自行開發「腦波放大器」、「腦波帽」,讓這些漸凍病友儘管不能說、不能動,卻能用腦表達需求。

 

也因為劉益宏團隊的具體成果,讓科技部主動找上門,攜手推動「研發整合漸凍症病友智慧溝通系統」,招兵買馬募集各司其職的研究團隊,從智慧穿戴到語音重建,以及腦機介面溝通等跨面向技術整合,一償漸凍人能與外界溝通的宿願。

 

▲劉益宏帶領近近十多名研究生、博士生,一同協力針對腦機介面領域深耕發展。(攝影/廖元鈴)

 

受漸凍病友鼓舞 「不再只是發論文」劉益宏用研究力推動應用

 

「這是個沒有市場的技術,從來沒有想過要拿漸凍人來賺錢」,回想起這段研發應用之路,劉益宏坦率的回應著。起初只是本著助人的起點,卻沒想到意外拓展出新商機—— 像是自行研發的「腦波放大器」,可應用至任何需要偵測腦波的醫療領域;此外,「腦波帽」、「後端演算法」,皆是可推廣至醫療院所的額外收穫;由於劉益宏突破性的研究成果與應用,讓他近期順利升等為正教授,更能專心投入研究領域。

 

然而被問及到如何定義現在自己的研究?劉益宏感性回應著:「很榮幸這些病友願意相信我」,他坦承當初的出發點只是想幫助那位漸凍病友,但沒想過自己的研究能被許許多多的漸凍病友信任。

 

對於漸凍人來說,劉益宏的研究可說是為他們不可逆的人生,開啟了一扇希望之窗。

 

這個從無到有的跨領域挑戰,實際將論文應用在病友身上,劉益宏的腦機介面研究,因為峰迴路轉間接接觸到漸凍人溝通計畫,讓他更加堅信,未來還要持續挑戰「研究要落地應用」的目標。

 

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