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科学家开发新脑机接口设备 让瘫痪用户通过“心理书写”快速输入文字

2021-05-13 08:11 · 稿源:cnbeta

据外媒New Atlas报道,当一个人颈部以下瘫痪时,不言而喻,他们无法再用手写字。不过,他们仍然可以想象这样做,而这些想象可以让他们通过一个新的脑机接口(BCI)打出信息。该装置由斯坦福大学领导的科学家团队开发,包括两个植入的电极阵列。

这些电极监测大脑运动皮层中大约200个神经元的电活动,该皮层控制着手部运动。即使病人因脊髓受损而无法移动他们的四肢,大脑的这一区域仍然能够产生与以前相同的信号。

该系统在一名65岁的四肢瘫痪的男性志愿者身上进行了测试,他以前曾遭受过脊髓损伤,并接受过电极植入。在研究中,他被要求想象用笔和纸书写所有26个小写字母,因为每个字母都显示在电脑屏幕上。在写字母的同时,受试者还想到写标点符号和~,它们分别代表空格和句号。

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当他这样做时,连接计算机上的机器学习算法确定了哪些神经活动模式与哪个字母或符号相对应。当志愿者随后想到要写那个字符时,计算机就能够识别它,并通过在屏幕上显示它来做出反应。

通过这种方式,该男子能够一次打出完整的句子,一个字母。重要的是,他能够以每分钟约90个字符的速度打字,这大约是他这个年龄的人在智能手机上编写短信的速度。相比之下,现有的BCI需要瘫痪用户在精神上移动屏幕上的光标来编写信息,最高速度只能达到每分钟约40个字符。

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科学家们现在计划用一名不仅瘫痪,而且还失去了说话能力的志愿者测试这项技术。他们还在研究为该系统添加更多的字符,如大写字母和数字。

这项研究由斯坦福大学教授詹米-亨德森和克里希纳-申诺伊领导,是更大的布朗大学附属BrainGate联盟的一部分。关于这项研究的论文最近发表在《自然》杂志上。

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