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用思维可操控计算机:脑机接口技术新突破

2011-04-09 00:00 张梦然 科技日报 阅读 0
核心摘要: 美国科学家利用皮层脑电图技术实现思维控制计算机,志愿者通过默念单词移动鼠标。该技术有望帮助语言障碍或肢体残疾人士控制轮椅、仿生手臂等设备,并可能革新计算机游戏产业。研究发表在《神经工程学》期刊上,标志着脑机接口领域的重大进展。

据英国《每日邮报》报道,美国科学家成功开发出一种可通过思维控制的计算机系统。在实验测试中,志愿者仅需在大脑中“默念”特定单词,即可使屏幕上的鼠标移动。这一突破有望为语言障碍或肢体残疾人士提供新的辅助技术,帮助他们控制轮椅、仿生手臂,甚至彻底革新计算机游戏产业。相关研究发表在《神经工程学》期刊上。

该研究的领导者、华盛顿大学医学院神经科学与技术创新中心主管埃里克·鲁塔德表示,这是目前最低层次的“阅读思想”。研究团队采用皮层脑电图(ECoG)技术,将4名年龄在36至48岁之间的癫痫患者的大脑直接与计算机相连。电极沿颅骨插入至大脑皮层表面,记录大脑的电活动信号。志愿者坐在屏幕前,通过说出或默念预定义的词汇来移动鼠标:例如,“ah”表示向右,“ee”向上,“oo”向下,“eh”向左。志愿者经过短暂训练即可熟练控制计算机。

鲁塔德指出,“阅读思想”这一概念既令人兴奋又令人担忧,但对无法交流或存在其他残疾的人士而言,这无疑是一大福音。过去十年间,科学家已开发出多种基于思维或脑机接口的控制设备,如轮椅、电视遥控器等。在美国,已有50名截肢者安装了可通过思维控制的义肢。今年2月,美国医生推出了最新仿生手臂,能够将严重受损神经传来的大脑信号传递给健康的肌肉,使佩戴者能够通过意念完成捏合手指、抬臂、屈肘等动作。

有预测称,未来50年内人类将能培育出所有人体器官,更换器官将如同更换汽车零件般便捷。然而,大脑作为人体中枢,无法被人工替代。要让各种人造器官受大脑驱使,必须精确解读脑信号并发出正确指令。随着人体传感器技术的进步,能够精确捕捉、解读甚至写入大脑信号的“脑联网”时代并不遥远。但随之而来的问题是:当思想可以被像读取光盘一样解读时,如何防止恶意“刻录”?当脑机接口为大脑连接硬盘和游戏手柄时,我们是否需要定期为大脑升级?

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