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ALS患者的福音:大脑控制感应器实现精准肢体运动

2015-08-04 15:06 斯坦福大学研究团队 斯坦福大学 阅读 0
核心摘要: 斯坦福大学团队开发了一种基于脑电波信号的人脑控制感应器,通过算法将脑电波转化为动作指令,帮助ALS患者实现精准肢体运动。实验显示,猴子通过脑控系统完成目标触碰的准确率高达90%,速度接近手指直接操作。该技术有望替代传统眼球追踪系统,推动脑控假肢、电动轮椅等辅助设备的发展,并已获FDA批准进行脊髓损伤患者的临床研究。

众所周知,罹患神经退行性疾病如肌萎缩性脊髓侧索硬化症(俗称卢伽雷氏症,ALS)的患者,随着病情恶化,其自主活动能力逐渐丧失,最终可能完全瘫痪。为此,科学家们不断探索辅助设备,其中人脑控制系统(Brain-Computer Interface, BCI)展现出巨大潜力。来自斯坦福大学的科研团队近期取得突破,利用人脑控制系统为渐冻症患者实现更精准的肢体运动控制。

由斯坦福大学工程学教授Krishna Shenoy领导的团队,正在开发一种基于脑电信号(EEG)的感应器技术,旨在控制假肢或其他外部设备。他们设计了一种算法,用于分析感应器接收的脑电波信号,并将其转化为类似神经信号的指令,从而驱动假肢活动。在初步实验中,研究人员训练两只健康猴子在简易键盘上选择目标,并比较了手指直接触碰与脑控感应器两种方式的准确率。结果显示,猴子平均每30秒用手指正确触碰目标的次数为29次,而通过脑控感应器正确触碰的次数为26次,准确率均达到90%以上,速度几乎相同。

目前,面向ALS患者的脑控制系统多依赖眼球追踪技术,将眼球运动转化为指令,而非直接解读大脑意图。这种方法难以完成精确复杂的动作,应用受限。Shenoy教授表示,他们的系统通过直接解读脑电波,并利用多年验证的数学算法转换为动作信号,有望突破这一局限。该技术不仅可应用于假肢控制,还可能催生脑控电动轮椅等新产品,显著改善渐冻症患者的生活质量。此外,团队已获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准,将在脊髓损伤患者中开展脑控感应器的前瞻性临床研究,为ALS患者及更广泛的神经疾病患者带来希望。

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