精準(zhǔn)偵測和解碼神經(jīng)元活動(dòng) 腦機(jī)接口助癱瘓患者操控虛擬飛行器

　　《自然·醫(yī)學(xué)》雜志21日發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，一種手術(shù)植入的腦機(jī)接口系統(tǒng)能通過精準(zhǔn)偵測和解碼癱瘓患者的神經(jīng)元活動(dòng)，轉(zhuǎn)為“手指動(dòng)作”，使其可在電子游戲中自如駕駛虛擬四軸飛行器。

　　在美國有超過500萬人患有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)障礙。雖然患者的許多基本需求能得到滿足，但他們的社交和休閑需求仍有待滿足，例如玩電子游戲。腦機(jī)接口系統(tǒng)被認(rèn)為是恢復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)潛在解決方案，但目前這一技術(shù)難以處理復(fù)雜動(dòng)作，例如單個(gè)手指運(yùn)動(dòng)，而這可幫助他們進(jìn)行打字、玩樂器或使用游戲手柄等活動(dòng)。

　　美國密歇根大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)腦機(jī)接口系統(tǒng)，能持續(xù)記錄大腦多個(gè)神經(jīng)元的電活動(dòng)模式來轉(zhuǎn)譯復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。該系統(tǒng)被植入一位上下肢癱瘓患者的左側(cè)大腦中央前回(該腦區(qū)負(fù)責(zé)手部運(yùn)動(dòng)控制)。在患者觀察一只虛擬手進(jìn)行多種動(dòng)作時(shí)，記錄下其神經(jīng)活動(dòng)，然后團(tuán)隊(duì)成員利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，識別與特定手指動(dòng)作有關(guān)的信號。

　　利用這些信號，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確預(yù)測手指運(yùn)動(dòng)，讓患者能控制3組差異很大的手指組合，包括虛擬手掌的二維拇指運(yùn)動(dòng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了前所未有的運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)度和自由度。

　　團(tuán)隊(duì)隨后將這種手指控制的應(yīng)用擴(kuò)展到一個(gè)電子游戲里。通過對腦機(jī)接口解碼的手指動(dòng)作進(jìn)行編程，控制一個(gè)虛擬四軸飛行器的速度和方向，讓癱瘓患者可在電子游戲里駕駛該裝置越過多種障礙賽道。

　　科技不僅能滿足人的基本需求，還可以滿足更為高級的娛樂需求。此次，美國的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)腦機(jī)接口系統(tǒng)，能讓有運(yùn)動(dòng)障礙的患者玩電子游戲，駕駛虛擬飛行器在游戲世界穿梭。其實(shí)，四肢健全的人要玩好電子游戲都有一定難度，因?yàn)樗�需要手眼腦的高度配合。而讓上下肢癱瘓患者用腦子玩轉(zhuǎn)電子游戲，更需要對大腦信號的快速捕捉和精準(zhǔn)轉(zhuǎn)譯。為了讓身體受損患者享受游戲帶來的樂趣，科研人員正在進(jìn)一步升級腦機(jī)接口技術(shù)，也帶來了更多變革。

（責(zé)任編輯：華康）