一项由华盛顿大学圣路易斯分校神经外科、神经学和工程团队开展的独特实验中,一名14岁癫痫少年成为全球首位仅通过大脑信号控制二维电子游戏《太空侵略者》的青少年。
该实验利用植入式脑电图(ECoG)技术捕捉大脑皮层信号,实现脑机直接交互,为未来控制假肢等生物医学设备提供了重要依据。
《太空侵略者》是20世纪70年代末的经典街机游戏,玩家需操控激光炮左右移动击毁不断下降的外星舰队。实验中,研究人员将ECoG系统与游戏软件对接,让患者先通过实际舌头和手部动作控制游戏,再逐步过渡到纯粹的脑控操作。
“他几乎瞬间掌握了第一关的脑控操作,” 神经外科助理教授Eric C. Leuthardt博士表示,“在更具挑战性的二维版本中,他仅通过想象就通关了两个阶段。”
该实验最初为定位癫痫灶而实施脑电监测,在获得患者及其父母和伦理委员会同意后,研究团队利用BCI2000脑机接口系统开展了这项开创性研究。2004年该团队已成功在四名成年患者身上验证该技术,本次研究旨在探索青少年与成人在脑信号频率和控制精细度上的差异。
初步观察显示青少年患者反应时间更快,控制精度更高,但研究人员表示还需更多样本量才能得出确切结论。
该项目由跨学科团队合作完成,工程研究生Nick Anderson提出将游戏应用于临床监测的创意,计算机科学硕士Tim Blakely负责ECoG系统与游戏的编程对接。临床团队则由Mathew Smyth博士和John Zempel博士领衔,确保实验安全性和临床兼容性。