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腦機接口“解凍”漸凍癥患者控制能力

來源: 科技日報   日期:2023-10-31  責(zé)編: 殷緒江  
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   發(fā)表在最新一期《科學(xué)進展》上的一項研究結(jié)果顯示,美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)開發(fā)出一種治療漸凍癥(ALS)的腦機接口(BCI),其能在3個月內(nèi)保持90%的準(zhǔn)確率,且無需重新訓(xùn)練或重新校準(zhǔn)算法。

  ALS是一種進行性神經(jīng)系統(tǒng)疾病,會導(dǎo)致肌肉無力以及運動和語言功能喪失。今年62歲的蒂姆·埃文斯于2014年被診斷出患有該病后,有嚴(yán)重的言語和吞咽問題。他可以慢慢說話,但大多數(shù)人很難理解他。

  2022年夏天,研究人員在埃文斯的大腦表面放置了兩個皮質(zhì)電圖(ECoG)網(wǎng)格。ECoG網(wǎng)格是一塊薄薄的電極(微型傳感器),其覆蓋面積相當(dāng)于一張郵票的大小,放置在大腦上可記錄數(shù)千個腦細(xì)胞(神經(jīng)元)產(chǎn)生的電信號。

  BCI與經(jīng)過訓(xùn)練的特殊計算機算法一起,將大腦信號轉(zhuǎn)換為計算機命令,這讓埃文斯能夠自由使用一組6個基本命令(向上、向下、向左、向右、進入和返回)在通信板上的選項之間導(dǎo)航,并控制智能設(shè)備,如房間燈和流媒體電視應(yīng)用程序。

  在整個測試過程中,研究人員發(fā)現(xiàn),使用來自大腦運動和感覺區(qū)域的信號會產(chǎn)生最佳結(jié)果。與嘴唇、舌頭和下頜運動相關(guān)的大腦區(qū)域?qū)CI的表現(xiàn)影響最大,且這一效果在3個月的研究中保持一致。

  與許多其他BCI研究不同,新方法使用不穿透大腦的電極,研究團隊可以記錄來自大腦表面的大量神經(jīng)元,而不是單個神經(jīng)元。

  研究顯示,隨著時間的推移,患者的反應(yīng)非常穩(wěn)定,不必重新訓(xùn)練BCI算法。在不久的將來,漸凍癥患者僅僅使用大腦信號就可開燈、播放電視新聞來開啟新的一天。



 

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