不論是馬斯克“腦機(jī)接口”(BCI)技術(shù)的重大突破,包括其設(shè)備獲得FDA“突破性設(shè)備計(jì)劃”許可的消息,還是全球范圍內(nèi)以Neuralink、Mind Maze、Neuro Pace、BrainCo等為代表的腦機(jī)接口公司的頻現(xiàn),都昭示著曾經(jīng)被視為科幻的腦機(jī)接口如今已照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的事實(shí)。
腦機(jī)接口的熱議似乎也走向了賽博朋克里關(guān)于“人機(jī)”的預(yù)言,即所謂的“自由個(gè)人”終將成為一個(gè)虛構(gòu)的故事,轉(zhuǎn)而變?yōu)樯?a href="http://www.nxhydt.com/v/tag/2562/" target="_blank">算法的組合,并逐漸走向醫(yī)學(xué)的使命。
醫(yī)療康復(fù)是腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用最主要的方面。腦機(jī)接口可通過(guò)與環(huán)境的交互實(shí)現(xiàn)重癥癱瘓患者多種功能的替代,也可促進(jìn)大腦重塑以恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能,減輕殘疾程度以改善患者生活質(zhì)量。
比如,重度運(yùn)動(dòng)障礙患者可以在腦機(jī)接口技術(shù)幫助下,借助意念控制機(jī)械臂操作完成一些復(fù)雜運(yùn)動(dòng),包括肌萎縮性(脊髓)側(cè)索硬化、脊髓損傷及其他殘疾患者,利用腦機(jī)接口機(jī)械假肢或腦機(jī)接口電動(dòng)輪椅等以補(bǔ)償部分功能。而運(yùn)動(dòng)功能喪失患者則有望借助腦機(jī)接口技術(shù)利用自身腦電圖操控輪椅或機(jī)器人,以輔助一些基本運(yùn)動(dòng)功能。
2006年,布朗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)完成首個(gè)大腦運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口設(shè)備植入手術(shù),能夠用來(lái)控制鼠標(biāo)。2012年,腦機(jī)接口設(shè)備已能夠勝任更復(fù)雜和廣泛的操作,得以讓癱瘓病人對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行操控,自己喝水、吃飯、打字與人交流。
2014年巴西世界杯開(kāi)幕式,高位截癱青年Juliano Pinto在腦機(jī)接口與人工外骨骼技術(shù)的幫助下開(kāi)出一球;2016年,Nathan Copeland用意念控制機(jī)械手臂和美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬握手。
上個(gè)月,癱瘓 30 多年的羅伯特·布茲·克米勒維斯基(Robert Buz Chmielewski)再一次,展示了如何通過(guò)大腦,控制兩支機(jī)械手臂拿起餐具給自己喂食的全過(guò)程。
Chmielewski 作為 C6 脊髓損傷的患者,他的大腦健康,脖子以下神經(jīng)完好無(wú)損,但肩膀以下均為癱瘓狀態(tài),僅剩肩膀和手腕的一些殘余功能。2019 年 1 月,Chmielewski 作為約翰斯·霍普金斯大學(xué)一項(xiàng)腦機(jī)接口研究的參與者,通過(guò)一次長(zhǎng)達(dá) 10 小時(shí)的手術(shù),將六個(gè)微電極陣列(MEA)植入大腦兩側(cè)。隨后,研究者一直試圖通過(guò)不斷的改善和訓(xùn)練,讓他獲得同時(shí)控制兩個(gè)假肢的能力。
本次試驗(yàn)中,研究人員就將六個(gè)微電極陣列(MEA)分別植入到參與者的大腦兩個(gè)半球中,其中一半在運(yùn)動(dòng)皮層中,另一半在感覺(jué)皮層中。
在實(shí)驗(yàn)中,研究小組植入的 MEA 允許計(jì)算機(jī)讀取來(lái)自參與者運(yùn)動(dòng)皮層的信號(hào),這些信號(hào)傳達(dá)了運(yùn)動(dòng)意圖。緊接著,計(jì)算機(jī)解碼這些信號(hào)并將其發(fā)送到機(jī)械臂,從而使參與者可以像他真實(shí)的手臂一樣,控制其運(yùn)動(dòng)。
此外,研究小組通過(guò)多電極陣列讀取大腦信號(hào)的方法,有助于開(kāi)發(fā)一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法,該算法可解碼用戶的意圖,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟ǖ纳窠?jīng)信號(hào)模式,最后通過(guò)計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換以指導(dǎo)手臂運(yùn)動(dòng)。
終于,Chmielewski得以通過(guò)自己的大腦信號(hào)使用刀叉切割食物,隨后命令機(jī)械手臂將食物帶到嘴邊幾英寸處,最后吃掉食物。
可以說(shuō),這是受疾病或傷害影響的患者將向恢復(fù)自控能力邁出了一大步,第一次,人類可以用雙側(cè)大腦植入物使截癱患者控制兩條機(jī)械手臂,并產(chǎn)生了兩手觸摸的感覺(jué)。
責(zé)任編輯:PSY
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