“腦後插管”技術並不遙遠:癱瘓病人可用意念控制滑鼠

本帖最後由 palmtree 於 2017-2-23 14:19 編輯

http://news.mydrivers.com/1/520/520817.htm

新浪科技訊北京時間2月23日上午消息,斯坦福大學和日內瓦大學的兩項研究表明,腦機介面已經取得了快速進步。儘管我們可能無法在短期內利用這樣的系統取代鼠標和鍵盤,但這種仍處在發展初期的技術卻展現出革命性的意義,尤其是對殘疾人。

  第一項研究來自斯坦福大學,這是一種經過改進的微電極陣列和電腦系統,可以讓癱瘓病人使用電腦螢幕上的光標。


  這種尺寸跟小兒阿司匹林相仿的陣列有100個電極,可以監控用戶的神經元。它會插入運動皮製,用戶只要想像自己正在移動手臂,便可調整光標。只需要進行很少的訓練,有的患者便可在無需幫助的情況下每分鐘輸入幾十個字元,速度超過現有系統。

  “這項研究實現了迄今為止最快的速度和精度,達到以往的3倍。”斯坦福工程教授、該報告的聯合作者克裡施納·舍諾伊(Krishna Shenoy)說。

  這項研究的目的顯然提升癱瘓病人的溝通速度,同時簡化設置流程。不過,能夠通過大腦更簡單、更精確地移動螢幕上的光標,同樣可以簡化與常規電腦的互動方式。所以,除了簡單的文本輸入外,還可以藉此完成看網頁、玩遊戲等任務。

  “這是一項安全性和可行性研究。”斯坦福大學教授、該報告的聯合作者加米·亨德森(Jaimie Henderson)說,“但我很有信心,在不遠的將來可以有這樣一套能夠應用於實踐的系統,為癱瘓病人提供幫助。”


  該研究已經發表在《eLife Sciences》上。

  除此之外,日內瓦大學的一個團隊也開發了一種腦機介面,不僅可以讓人們控制光標,還能將相應的信號反饋給大腦。


  困難在於,腦機介面雖然可以通過大腦讀取資訊,然後讓人通過視覺確認由此產生的活動(移動仿生手臂或選擇螢幕上的文字)。但如果是真的胳膊,還會包含定位數據,也就是我們所說的本體感,包括關節彎曲多少和手臂上升多少。雖然有一些研究已經開始著手製作這類反饋,但這項研究卻採用了更簡單的流程。

  研究人員使用基於光學的顯微鏡來觀察老鼠大腦中的一系列細胞。當老鼠使用研究人員選擇的特定神經元時(它並不控制任何東西,但卻可以想像它打開了電燈或移動了胳膊),便會獲得獎勵,並在感覺皮層施加一個脈衝反饋。

  這項研究發現,老鼠的確可以將人造感覺與研究人員選定的特定神經元的活動關聯起來,形成一種原始但卻可以發揮作用的反饋迴路。

  人類肯定不能通過基因治療實現神經元的光敏特性。這項研究所處的階段比斯坦福的研究還要初步,但卻表明這種基礎的設置的確能夠奏效,而且可以通過改進應用到人類身上。只要建立一些反饋迴路,便可在閉上眼睛的情況下大致瞭解人造手臂的位置。


High performance communication by people with paralysis using an intracortical brain-computer interface

https://elifesciences.org/content/6/e18554

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