通過腦機接口 癱瘓病人用意念控制平板電腦

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【大紀元2018年12月08日訊】(大紀元記者晨曦編譯報導)平板電腦和其它移動設備早已成為人們日常生活的重要組成部份,但對四肢癱瘓的病人而言,正常使用它們都成了遙不可及的夢想。不過,據sciencebulletin.org網站報導,美國BrainGate集團近期開發了一種新的腦機接口(BCI)技術,可以讓癱瘓病人直接用意念移動及點擊鼠標,從而隨心所欲地使用普通平板電腦做自己喜歡的事情。

在今年十一月《公共科學圖書館期刊》(PLOS ONE)上發表的這項研究中,三名四肢癱瘓的病人參與了臨床試驗。患者們使用了研究性的BrainGate BCI,這種BCI能直接從位於運動皮層的小型傳感器記錄神經活動。

試驗證實,三名患者都能夠瀏覽常用的平板電腦程序,如電子郵件、聊天、音樂網站和視頻共享等,而且還能向家人、朋友、研究人員等發送消息。他們在網上衝浪、購物並查看天氣,其中一位曾是音樂家的患者甚至還在虛擬數碼鋼琴上演奏了一段貝多芬的《歡樂頌》。而這一切都是通過用意念控制鼠標完成的。

「多年來,BrainGate集團一直致力於開發神經科學和神經工程專業技術,使失去運動能力的人能夠通過想像自己手臂或手的動作來控制外部設備,」該論文的高級作者、斯坦福大學神經外科醫生Jaimie Henderson博士表示。他們利用這項技術來恢復人們對平板電腦的控制能力,而且與患者在癱瘓前對電腦的日常操作完全相同。

另據newatlas.com網站報導,該BrainGate BCI系統的核心是一個被植入用戶大腦運動皮層中的硅芯片,與嬰兒用阿司匹林大小相當。該芯片使用100個集成電極,可探測到單個神經細胞的腦電活動。這些電信號被傳送到電腦,電腦再使用先前已經學會的算法來識別與執行特定任務的意念相關聯的特定活動模式。最後,電腦向受控設備發送相關命令。

在本次研究中,來自BrainGate BCI的神經信號被傳遞至相當於無線鼠標的藍牙接口,該虛擬鼠標與普通Google Nexus 9平板電腦配對。參與者隨後被要求執行一系列任務,以展示其對各種常用應用程序的使用能力以及在各程序之間的轉換能力。他們瀏覽了媒體中的音樂選項、在YouTube上搜索視頻、滾動新聞聚合器、撰寫電子郵件並與人聊天。

研究顯示,患者們在使用應用程序時每分鐘最多可進行22次鼠標點擊。在文本應用程序的標準電子郵件和文本界面中,他們每分鐘可輸入多達30個有效字符。

參與試驗的三名患者都認為這一接口直觀且有趣,其中一人還表示:「這比我記憶中使用鼠標感覺還更加自然。」看到四肢癱瘓的病人能自如地使用平板電腦,研究人員也頗感高興。

研究人員表示,他們的成果或許能在嚴重神經功能缺損患者與其醫療保健人員之間開闢一個重要的溝通渠道。而且,對於患有閉鎖綜合症的病人來說,該BCI還能讓他們恢復與家人、朋友及醫生們之間的及時可靠的溝通。◇

責任編輯:朱涵儒

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