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脑机接口新进展!瘫痪患者想象手指动,就能精准操控飞行器

时间:2025-01-21 23:16:40来源:ITBEAR编辑:快讯团队

近期,《自然・医学》期刊发布了一项突破性的研究成果,揭示了国外一支科研团队在脑机接口技术上的最新进展。这项技术通过向大脑植入电极,使瘫痪患者仅凭想象手指的移动,便能实现对虚拟四旋翼飞行器的精确操控。

科研团队巧妙地将患者的手部分为三个独立区域:拇指、食指与中指构成的区域,以及无名指与小指构成的区域。每个区域均支持垂直和水平两个方向的运动想象。当患者在脑海中构想这些运动时,虚拟的四轴飞行器能够实时响应,并在虚拟环境中灵活避开障碍,穿梭自如。

这项技术不仅为瘫痪患者带来了前所未有的游戏体验,使他们能够和朋友共同享受游戏的乐趣,更在远程工作领域展现了巨大的潜力。论文的主要作者,密歇根大学的神经外科及生物医学工程助理教授马修・威尔西(Matthew Willsey)强调,这是目前基于手指运动实现的最强功能性控制。

与传统的非侵入性方法,如脑电图(EEG)相比,直接读取运动神经元的信号大幅提高了控制的精确度。研究显示,通过植入电极读取神经元信号,用户对飞行器的控制能力比使用EEG信号提高了整整六倍。然而,这一技术的实现需要患者接受手术,将电极植入大脑的运动皮层,并通过固定在头骨上的基座与计算机相连。

威尔西教授进一步解释说,这项技术利用人工神经网络解读患者试图移动手指时产生的运动皮层信号,并将这些信号转化为虚拟手指的控制指令,从而实现对虚拟四轴飞行器的操控。这项技术作为BrainGate2临床试验的一部分,旨在探索神经信号与机器学习的结合,为神经损伤或疾病患者提供新的外部设备控制方案。

该研究的一名参与者自2016年起便加入了斯坦福大学的研究团队,他在脊髓损伤导致四肢瘫痪后,成为了这项研究的受益者之一。莱斯大学电气与计算机工程系即将上任的教授、论文的合著者尼沙尔・沙阿(Nishal Shah)指出,手指控制只是这项技术应用的起点,其最终目标是恢复患者的全身运动功能。

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