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脑机接口技术实现思维控制机械设备

2004-04-05 13:57 刘斌 新华网 阅读 0
核心摘要: 美国杜克大学研究人员首次在人体上证实,通过植入大脑的电极,可以实现思维控制机械设备。该技术有望帮助瘫痪病人操作机械假肢,甚至控制电动轮椅和电脑键盘,为丧失说话能力的患者提供新的沟通方式。

在不久的将来,瘫痪病人将可以通过思维操作机械假肢。美国杜克大学研究人员首次在人体上证实,植入大脑的电极能够提供控制机械装置的有用信号。

脑机接口技术

杜克大学的尼科莱利斯博士等人去年发表的一份报告称,他们成功地训练脑中埋入微型电极的猴子用意念控制机械手。为了验证同样原理是否也适用于人体,尼科莱利斯和同事们选择了11名帕金森氏症患者进行了新的研究。这些患者都通过外科手术在脑中植入32个微型电极,以达到通过微弱电流刺激大脑来减轻震颤等症状的目的。患者们在手术过程中处于清醒状态,以引导医生们将电极放到大脑最佳位置。

在研究中,这些帕金森氏症患者除接受植入电极手术外,还被要求玩一种简单的手动电脑游戏。研究人员分析微型电极记录到的大脑信号后发现,信号中包含着的信息足够用来预知手部的运动状况。研究人员指出,对手部运动的这种预知能力,在利用人大脑神经信号控制外部机械设备过程中是必不可少的。

尼科莱利斯在一份新闻公报中说,他们在研究中仅在每名患者身上获取了5分钟的数据,其中还有一两分钟是用来训练患者们如何玩游戏。即便如此,他们的分析模型已能比较准确地预测患者的运动状况。他说,这意味着如果将电极长时间植入患者大脑,也许能在此基础上建立起一套利用思维控制外部机械设备的可行系统。

尼科莱利斯领导的研究小组目前正在开发能使人体和机械装置结合的无线技术。该小组成员特纳说,类似技术除了可用于研制供四肢瘫痪者使用的机械臂外,还有可能用来开发以思维控制的电动轮椅或用意念操作的电脑键盘,后者将有助于丧失说话能力的患者利用文字或语音进行表达。

尼科莱利斯等人的新研究结果将正式发表在7月号的《神经外科》杂志上。研究人员已向美国食品和药物管理局等提出申请,准备在瘫痪病人大脑内长时间植入电极,进一步研究大脑的特定部位究竟最适合控制哪些任务。他们强调,利用人脑思维控制的假肢等装置目前离实用还有相当距离,尚需几年的研究开发和临床试验。

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