国际最新研发出一种新脑机接口 助力瘫痪人士交流

脑机接口能让失去行动或说话能力的人恢复与外界的交流,不过,高度精细的动作比如手写或盲打此前速度一直局限在每分钟最多40个字符左右。

国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇神经科学研究论文,研究人员演示了一种帮助瘫痪人士交流的脑机接口(brain-computerinterface,BCI)新方法,该方法利用计算机从脑信号解码意图手写的动作,有望实现比之前快很多的交流速度。

脑机接口能让失去行动或说话能力的人恢复与外界的交流,该领域一个主要研究方向是恢复大运动功能,比如拿握或抓取。不过,高度精细的动作比如手写或盲打,或能加快交流速度,而此前的交流只能通过2D计算机光标进行点选式打字来实现,速度一直局限在每分钟最多40个字符左右。

论文通讯作者、美国斯坦福大学弗朗西斯·威利特(FrancisWillett)和同事发现,一位颈部以下瘫痪的研究对象在使用他们研发出新的手写脑机接口时,写字速度能达到每分钟90个字符,准确率为94.1%。他们让这名研究对象想象自己握着一只笔,在方格纸上“试图”写句子,就好像他的手部没有瘫痪一样。

在练习过程中,这个脑机接口会使用一种神经网络,也就是一种机器学习方法,将神经活动中意图手写的动作实时转换成文字,最终实现的打字速度是迄今报道过的其他脑机接口的两倍多,相当于研究对象同年龄层人群用手机的一般打字速度(每分钟115个字符)。

论文作者论为,这一概念验证研究结果提出一种脑机接口的新方法,表明手写脑机接口能准确解码瘫痪多年患者的快速、精细动作。然而,在投入大规模临床应用前,仍需进一步验证该技术的使用寿命、安全性和效果。此外,他们还建议将这种方法拓展应用到所有无法直接观察的序列行为上,比如解码无法说话人士的言语。

在《自然》同期发表的新闻与观点文章中,美国华盛顿大学两位专家指出,该脑机接口新技术“需要拥有极佳的效果和使用益处,才能证明在患者脑部植入电极所产生的费用和风险是值得的”。

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