科學家開發新腦機接口設備讓癱瘓用戶通過“心理書寫”快速輸入文字
據外媒New Atlas報導,當一個人頸部以下癱瘓時,不言而喻,他們無法再用手寫字。不過,他們仍然可以想像這樣做,而這些想像可以讓他們通過一個新的腦機接口(BCI)打出信息。該裝置由斯坦福大學領導的科學家團隊開發,包括兩個植入的電極陣列。
這些電極監測大腦運動皮層中大約200個神經元的電活動,該皮層控制著手部運動。即使病人因脊髓受損而無法移動他們的四肢,大腦的這一區域仍然能夠產生與以前相同的信號。
該系統在一名65歲的四肢癱瘓的男性志願者身上進行了測試,他以前曾遭受過脊髓損傷,並接受過電極植入。在研究中,他被要求想像用筆和紙書寫所有26個小寫字母,因為每個字母都顯示在電腦屏幕上。在寫字母的同時,受試者還想到寫標點符號>和~,它們分別代表空格和句號。
當他這樣做時,連接計算機上的機器學習算法確定了哪些神經活動模式與哪個字母或符號相對應。當志願者隨後想到要寫那個字符時,計算機就能夠識別它,並通過在屏幕上顯示它來做出反應。
通過這種方式,該男子能夠一次打出完整的句子,一個字母。重要的是,他能夠以每分鐘約90個字符的速度打字,這大約是他這個年齡的人在智能手機上編寫短信的速度。相比之下,現有的BCI需要癱瘓用戶在精神上移動屏幕上的光標來編寫信息,最高速度只能達到每分鐘約40個字符。
科學家們現在計劃用一名不僅癱瘓,而且還失去了說話能力的志願者測試這項技術。他們還在研究為該系統添加更多的字符,如大寫字母和數字。
這項研究由斯坦福大學教授詹米-亨德森和克里希納-申諾伊領導,是更大的布朗大學附屬BrainGate聯盟的一部分。關於這項研究的論文最近發表在《自然》雜誌上。