陈根:无线高宽带脑机接口,使用无压力

文/陈根

脑机接口(BCI)作为一种不依赖于外周神经和肌肉正常传出路径的通讯控制系统可以采集并分析大脑生物电信号,并在计算机等电子设备与大脑之间构建交流与控制的直接路径。

随着技术的发展与市场需求的逐步扩大,脑机接口技术由最初仅为完全没有活动能力的患者提供辅助治疗,拓展到拼写、控制指针运动应用。同时,具有控制神经假体功能的各种脑机接口系统、信号处理技术也在此基础上开始发展。医疗康复是脑机接口技术应用最主要的方面。

同时,虽然脑机接口已经在临床试验中测试多年,但它们需要电缆将大脑中的传感阵列连接到能够解码信号的计算机,并使用其来驱动外部设备。这造成了脑机接口使用的诸多不便。

现在,布朗大学的一组研究人员展示了人类首次使用高带宽无线脑机接口的场景。这将成为迈向完全可植入皮质内脑机接口系统的重要一步。

Brain Gate的四肢瘫痪临床参与者已经演示了使用外部无线发射器的皮质内无线BCI。该系统可以以单神经元分辨率和全宽带保真度传输脑信号,而无需与解码系统进行物理绑定。传统BCI中的电缆被一个最大尺寸约为两英寸的小型发射器取代,其重量超过1.5盎司。

传感器单元位于用户的头顶,使用有线系统使用的相同端口连接到大脑运动皮层内的电极阵列。最近的研究涉及两名瘫痪的临床试验参与者,使用带有无线发射器的Brain Gate系统,成功实现使用无线发射器在标准平板电脑上进行指点、点击和打字。

不可否认,脑机接口已经越来越作为一项成熟的技术进入人们的生活,在未来,脑机接口或可通过与环境的交互实现重症瘫痪患者多种功能的替代,也可促进大脑重塑以恢复运动功能,减轻残疾程度以改善患者生活质量。

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