近日一项发表于《自然-医学》的研究报道了一种脑机接口(BCI)设备,成功让69岁的瘫痪男子“动动脑子”就能驾驶虚拟无人机。
此前大部分BCI研究都集中在移动单个计算机光标或整个虚拟手上。而此次的研究将神经信号与多个手指的运动相关联,使BCI有望帮助瘫痪患者进行更广泛的活动,如打字或玩复杂的电子游戏。
“作为人类,我们能做很多事,比如打字、缝纫、演奏乐器。”论文合著者、美国密歇根大学安娜堡分校的神经外科医生Matthew Willsey说,该研究的灵感来自一位瘫痪的参与者。这位69岁的瘫痪男子希望通过BCI驾驶无人机,觉得控制虚拟对象就像演奏乐器。
研究团队决定帮他实现愿望,这就需要做到通过BCI同时控制多个事物。
该参与者脊髓受损导致四肢瘫痪。在2016年的一次手术中,他已经在控制手部运动的左运动皮层植入了电极。于是,研究中人员训练BCI算法,区分患者想移动右手每根手指时产生的神经信号。
研究人员在屏幕上展示了一只虚拟手,手指可移动,然后让参与者脑中想像移动手指,与虚拟手的移动同步。参与者学会了用指定的手指击中屏幕上的目标,最终每分钟成功击中76个目标。
上述训练结束后,研究人员将基于BCI解码后的手指动作与屏幕上虚拟无人机的速度和方向联系起来,使该男子能够在虚拟场景中,操纵无人机穿越篮球场上的吊环。
Willsey说,他们希望通过结合新设备让算法做“我们想让它们做的事情”,以扩展这项技术,争取解码双手梅根手指的运动。
“对于因受伤而无法控制动作的人来说,这可能是一个非常有用的通用工具。”美国芝加哥大学研究BCI的John Downey说。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41591-024-03341-8
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