• 意念控制走入现实,人类首次实现脑机信号无线高宽带传输

    2021-04-06 12:24:37 | 热度:

  •  为脑机接口的实际应用带来了新的可能性。

    编者按:本文来自微信公众号“学术头条”(ID:SciTouTiao),作者:刘芳;

    说起脑机接口(Brain-computer interfaces,BCIs),你会想到什么?充满赛博朋克风的半机械人,亦或是马斯克那头被植入电极的小猪?

    最新研究显示,来自美国的 BrainGate 团队首次实现了人类大脑信号与计算机之间的无线高带宽传输,有望使意念控制走入现实。

    这项研究的主要作者,布朗大学工程学助理教授 John Simeral 在接受采访时表示:“布朗无线设备 (BWD) 在性能上完全媲美现有的有线接口,能够以高保真度记录和传输神经信号。这意味着我们可以使用与有线设备相同的算法(decoding algorithms)来破解。唯一的区别是,人们不再需要被拴在传输设备上,这为脑机接口的实际应用带来了新的可能性。”

    虽然之前人类曾试验过带宽较低的无线设备,但 BrainGate 团队在人类历史上第一个实现了对皮质内传感器捕捉到的全频谱信号的传输。这种高宽带无线信号使临床研究和基础性神经科学研究成为可能。且与大多数脑机接口实验不同的是,BrainGate 的研究首次脱离了实验室环境,使参与者在真正的生活当中进行意念控制的应用。

    图|参与者 T5 和他的无线脑机接口(来源:论文)

    该团队的临床试验负责人,布朗大学卡尼脑科学研究所研究员 Leigh Hochberg 表示:“通过该系统,我们能够以前所未有的方式长时间观察参与者在家中时的大脑活动。这将有助于我们设计算法,为瘫痪患者恢复沟通和活动自由提供无缝、直观、可靠的帮助。”

    3 月 30 日,相关研究以“Home Use of a Percutaneous Wireless Intracortical Brain-Computer Interface by Individuals With Tetraplegia”为题发表在了 IEEE 生物医学工程学报(IEEE Transactions on Biomedical Engineering)上。

    脑机接口浅析

    脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接,实现脑与设备的信息交换。这种信息通讯系统不依赖于外围神经和肌肉组成的传统输出通路。不同设备可采集大脑活动产生的电场、磁场或血红蛋白氧合等参数,再发送到计算机进行解读。

    按侵入性由潜到深和脑信号分辨率由低到高排序,目前最主流的三种脑机接口设备分别是读取头皮脑电图(EEG)的脑电帽;读取皮层脑电图(ECoG)的芯片、电极和传感器;以及读取脑组织内部信号的皮质内电极(Intracortical BCI,iBCI)。

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