脑机接口如何通过手写恢复瘫痪患者的交流能力?
脑力书写:解锁大脑通信的新可能科技前沿再次刷新了界限,科学家们研发出一项革命性的脑机接口(BCI)系统,旨在通过古老却强大的交流方式——手写,为脊髓损伤和神经系统疾病患者如肌萎缩侧索硬化症(ALS)的交流能力带来突破。这项发表在《自然》杂志上的研究,由美国国立卫生研究院(NIH)资助,借助BRAIN计划和NINDS、NIDCD的共同支持,标志着神经技术的一大进步。
研究人员聚焦于大脑中负责精细运动的区域,通过植入的电极阵列,他们记录了参与者在想象手写每个字母时产生的独特脑电信号。这项技术在一名瘫痪患者身上展现出显著优势,其BCI系统不仅能更准确、高效地识别神经模式,还能让患者无需手动操作,实现快速打字交流。
“这项研究标志着BCI和机器学习技术的一个重要里程碑,它揭示了大脑如何控制复杂的沟通过程,”NIH BRAIN Initiative 主任 John Ngai 博士强调,“这些进展为改善神经损伤患者的生活质量提供了坚实基础。”
即使在脊髓损伤导致运动受限的情况下,大脑的这部分功能并未丧失。利用类似技术,BCI已能通过机械臂等设备恢复运动控制。正如Howard Hughes医学研究所的Krishna Shenoy博士所言:“恢复丧失的独立性,让人们能与他人及设备无缝互动,是这项研究的核心目标。”
参与者通过复制屏幕上展示的字母,如26个小写字母和特定符号,训练BCI识别特定神经模式。经过训练,他们能够实时“书写”句子,速度达到每分钟约90个字符,接近智能手机打字的水平。这种灵活性为恢复沟通能力带来了关键突破。
Shenoy博士团队计划将这项技术扩展到更多领域,包括为晚期ALS患者测试直接书写功能,以及增加字符选项,如大写字母和数字。BrainGate2临床试验,这一国际性合作项目,正致力于将BCI技术推向新的高度,连接人的大脑与计算机,为更多瘫痪者打开沟通的大门。
“沟通是社会互动的核心,”NIDCD主任Debara L. Tuch博士指出,“对于语言和身体障碍者,这是一项至关重要的进展,它可能打破孤立,提升他们的生活质量。”
随着技术的不断演进,Shenoy博士团队的创新正在重塑我们对大脑潜力的认知,为那些曾经难以言说的群体带来了希望。未来,我们期待BCI技术在更多领域展现其力量,解锁人类沟通的新可能。
绛旓細鍏ㄧ悆棣栧瘜鍩冮殕路椹柉鍏嬪懆涓夎〃绀猴紝浠栫殑鑴戞満鎺ュ彛鍏徃Neuralink姝e湪瀵绘眰缇庡浗鐩戠鏈烘瀯鐨勪汉浣撳疄楠屾壒鍑嗭紝浠栭璁¤鍏徃鐮斿彂鐨勫ぇ鑴戣姱鐗囨帴鍙e皢鍦6涓湀鍐呭睍寮浜轰綋涓村簥璇曢獙銆11鏈30鏃(鍛ㄤ笁)锛孨euralink涓惧姙浜嗘妧鏈睍绀烘椿鍔ㄢ淪howandTell鈥濓紝鍚戣浼楀睍绀轰簡涓娈电敤鎰忓康鎵撳瓧鐨勬妧鏈傝娲诲姩鍘熷畾浜10鏈31鏃ヤ妇琛屻傛椿鍔ㄤ笂锛岄┈鏂厠灞曠ず...
绛旓細鈥滄剰蹇鎵嬪啓鈥濅笉鍐嶆槸绉戝够涓殑妗ユ銆傘婅嚜鐒躲嬫潅蹇楁棩鍓嶅彂甯冪殑涓绡囧皝闈㈡枃绔犳樉绀猴紝鍥藉鏈夌爺绌跺洟闃閫氳繃鈥滄剰蹇典功鍐欌鑴戞満鎺ュ彛锛屽彲瀹炵幇璁╁彈璇曡呭皢鑴戜腑鎯宠薄鐨勨滅瑪杩光濊浆涓哄睆骞曟枃鏈紝鍑嗙‘鐜囪秴99%锛岃屼笖鍙楄瘯鑰呭彲杈惧埌姣忓垎閽熻緭鍏90涓瓧绗︾殑閫熷害銆備竴鏃堕棿锛屽叧浜庤剳鏈烘帴鍙g殑璁ㄨ鍙堢儹闂硅捣鏉ャ傜浉姣斿湴鐞冧笂鍏朵粬鐢熺墿锛屼汉鏈寮虹殑...
绛旓細鑴戞満鎺ュ彛鎶鏈渶鏂版秷鎭樉绀猴紝璇ラ鍩熸鍙栧緱涓绯诲垪绐佺牬鎬ц繘灞曪紝灏ゅ叾鍦ㄥ尰鐤楀悍澶嶅拰鏅鸿兘浜や簰鏂归潰搴旂敤鍓嶆櫙骞块様銆傝繎鏈燂紝鑴戞満鎺ュ彛鎶鏈湪鍖荤枟棰嗗煙鐨勫簲鐢ㄥ鍙楃灘鐩閫氳繃瑙g爜澶ц剳淇″彿锛岃剳鏈烘帴鍙h兘澶熷府鍔鐦棯鎮鑰鎭㈠瀵瑰閮ㄨ澶囩殑鎺у埗鑳藉姏銆備緥濡傦紝鏌愮爺绌跺洟闃熸垚鍔熷紑鍙戝嚭涓绉嶈剳鏈烘帴鍙g郴缁燂紝浣垮緱鑴婇珦鎹熶激鎮h呰兘澶熼氳繃鎬濊冩潵绉诲姩鍋...
绛旓細鍥涜偄鐦棯鎮鑰閫氳繃鑴戞満鎺ュ彛瀹炵幇鏂扮獊鐮达細娓告垙涓嶅啀鏄ⅵ锛丯euralink锛岀敱绉戞妧宸ㄥご椹柉鍏嬪垱鍔炵殑鑴戞満鎺ュ彛鍏徃锛屾渶杩戝彂甯冧簡涓鍒欐尟濂嬩汉蹇冪殑娑堟伅銆備竴浣嶅洓鑲㈢槴鐥殑鎮h咃紝璇哄叞闃垮崥锛屾垚鍔熻繍鐢∟euralink鐨勬妧鏈紝瀹炵幇浜嗗ぇ鑴戜笌澶栭儴璁惧鐨勬棤缂濊繛鎺ャ備粬鐜板湪鑳借繍鐢ㄦ剰蹇垫搷鎺ч紶鏍囧拰閿洏锛岃繘琛屾棩甯哥數鑴戞搷浣滐紝骞跺湪铏氭嫙涓栫晫涓韩鍙楁父鎴忕殑...
绛旓細锛堜竴)BCI鎶鏈娆″簲鐢ㄤ簬閲嶇棁鎮h咃紝鍙栧緱浜嗛噸澶х獊鐮 澶辫鎮h呭彲浠ラ氳繃鑷繁鐨勮剳鏉ヨ璇濅簡鐩镐氦閫氬ぇ瀛﹀ぇ浜岄檮闄㈤噸鐥囧尰瀛︾涓庤タ瀹変氦閫氬ぇ瀛︽牎鏈烘宸ョ▼瀛﹂櫌浣跨敤浜嗚剳鑲鎺ュ彛锛屼篃灏辨槸鎵璋撶殑BCI鎶鏈傚苟涓斿皢鍏跺簲鐢ㄥ埌浜嗕复搴婁笂銆備竴涓偅鏈夐珮浣嶆埅鐦殑澶辫鎮h呴氳繃甯︿簡鑴戠數甯斤紝鍙戝嚭浜嗚嚜宸辩殑绗竴涓閫氳繃鑴鐢垫尝璇嗗埆鐨勬枃瀛椾俊鎭...
绛旓細鍦ㄥ簲鐢ㄥ眰闈紝鑴戞満鎺ュ彛鎶鏈凡缁忓紑濮嬭蛋鍑哄疄楠屽锛岃繘鍏ュ埌浜嗗疄闄呭簲鐢ㄩ樁娈点傚湪鍖荤枟棰嗗煙锛岃剳鏈烘帴鍙h鐢ㄤ簬甯姪鐦棯鎮鑰鎭㈠杩愬姩鍔熻兘锛閫氳繃瑙g爜鎮h呯殑杩愬姩鎰忓浘骞堕┍鍔ㄥ閮ㄨ澶囷紝濡傛満姊拌噦鎴栧楠ㄩ锛屾潵杈呭姪鎮h呭畬鎴愭棩甯告椿鍔ㄣ傚湪搴峰棰嗗煙锛岃剳鏈烘帴鍙f妧鏈篃琚敤浜庤璁℃柊鍨嬬殑搴峰璁粌鏂规硶锛岄氳繃瀹炴椂鐩戞祴鍜屽弽棣堝ぇ鑴戞椿鍔紝鏉ュ府鍔...
绛旓細1. 鑴戞満鎺ュ彛鎶鏈湪鍖荤枟棰嗗煙鐨勫簲鐢ㄥ鍙楃灘鐩2. 璇ユ妧鏈府鍔鐦棯鎮鑰鎭㈠瀵瑰閮ㄨ澶囩殑鎺у埗鑳藉姏銆3. 鐮旂┒鍥㈤槦寮鍙戝嚭涓绉嶈剳鏈烘帴鍙g郴缁燂紝浣胯剨楂撴崯浼ゆ偅鑰呰兘閫氳繃鎬濊冪Щ鍔ㄥ亣鑲㈡垨鎿嶄綔鐢靛瓙璁惧銆4. 璇ユ妧鏈牳蹇冨湪浜庢崟鎹夊ぇ鑴戜俊鍙峰苟灏嗗叾杞崲涓烘満鍣ㄥ彲璇嗗埆鐨勬寚浠ゃ5. 闄や簡鍖荤枟搴旂敤锛岃剳鏈烘帴鍙e湪鏅鸿兘浜や簰鏂归潰涔熷睍鐜板嚭宸ㄥぇ...
绛旓細鏈鍚庝竴涓」鐩槸甯姪鐦棯鐨勪汉閲嶆柊澶嶅仴锛岀槴鐥殑鏈川鍘熷洜鏄洜涓鸿繍鍔ㄧ缁忎紶閫掍俊鍙峰彈闃伙紝鑰屾鍏ョ殑鑴戣剨鑺墖鍙互涓撴敞浜庤繍鍔ㄧ毊灞傦紝杩欒兘甯姪涓浜涜剨楂撳彈浼ょ殑浜虹兢閲嶆柊杩愬姩璧锋潵銆傜洰鍓嶉┈鏂厠宸茬粡閽堝鏃椾笅鑴戞満鎺ュ彛鍏徃鐨勬墍鏈夐」鐩悜缇庡浗椋熷搧鑽搧鐩戠潱绠$悊灞鎻愪氦浜嗗鏍告枃浠讹紝淇濆畧浼拌澶ф鍦ㄥ崐骞存椂闂村唴灏辫兘杩涜涓嬩竴闃舵鐨勫疄楠屼簡锛岃...
绛旓細杩欎釜鎶鏈彲浠ュ府鍔╀汉浠不鐤楃缁忕郴缁熺被鐨勭柧鐥咃紝鍙互鍑剰璇嗘潵鎿嶆帶姹借溅锛屽府鍔鐦棯鐥呬汉鎭㈠鏃ュ父琛屼负锛屽苟涓斿彲浠ュ府鍔╂笎鍐荤梾浜烘仮澶嶆剰璇嗗拰杩愬姩绛夌瓑銆備竴銆佷粈涔堟槸鑴戞満鎺ュ彛瀹冩槸鎸囦汉绫荤殑澶ц剳涓庣數鑴戣澶囩浉杩為氱殑绉戞妧锛岃绠楁満浼氭牴鎹汉浠ぇ鑴戜腑鐨勬剰璇嗘寚浠ゆ潵鍋氬嚭鐩稿簲鐨勫弽搴斻傜瀛﹀浠閫氳繃杩欎釜鎶鏈皢鐚村瓙鐨勫ぇ鑴戞鍏ヨ姱鐗囷紝璁╃尨瀛愰氳繃...
绛旓細闅忕潃鐜颁唬璁$畻鏈哄姛鑳界殑涓嶆柇鍙戝睍浠ュ強瀵逛汉绫诲ぇ鑴戠殑浜嗚В锛屾垜浠秺鏉ヨ秺鎺ヨ繎灏嗕竴浜涚骞诲皬璇寸殑娓呮磥鍙樻垚鐜板疄銆傛兂璞′竴涓嬪皢淇″彿鐩存帴浼犺緭鍒版煇浜虹殑澶ц剳锛屼娇浠栦滑鑳藉鐪嬪埌锛屽惉鍒版垨鎰熻鍒扮壒瀹氱殑鎰熻杈撳叆銆傝繖涓嶆槸涓轰簡鏂逛究-瀵逛簬閲嶅害娈嬬柧浜烘潵璇达紝寮鍙鑴戞満鎺ュ彛锛圔CI锛夊彲鑳芥槸鏈潵鏁板崄骞存潵鏈閲嶈鐨勬妧鏈獊鐮淬侭CI瀹屽叏璧蜂綔鐢ㄧ殑鍘熷洜鏄...