不是科幻!我国脑机接口技术新进展:“脑控喝水”

2024-03-18 10:44:00来源:网络

  瘫痪患者可通过

  “意念”指挥机械

  或是完成喝水动作,

  或是控制电脑光标运行……

  这些听上去属于

  “科幻”领域的描述,

  如今正不断出现在现实生活中

  据央视新闻报道,近日,清华大学科研团队公布了两个案例,两位高位截瘫患者分别通过无线微创脑机接口实现了意念控制光标移动、意念控制手套外骨骼持握,其中一名患者四肢瘫痪14年来,第一次实现了“用手喝水”。

  近日,首都医科大学附属北京天坛医院教授贾旺团队,与清华大学医学院教授洪波团队合作的微创无线脑机接口成功植入和首次意念控制光标。

  据报道,35岁的截瘫患者小白,在去年12月接受了无线微创脑机接口植入手术,经过两个多月康复训练,目前他已经能够实现意念控制光标移动。

  医生介绍,通过脑机接口,可获取大脑运动区的神经信号,再通过解码体现患者的运动意图,从而实现“意念控制活动”。

  Reflected in the intense gaze of a 35-year-old man with tetraplegia, a red ball responds to the man's thoughts and moves slowly across a screen toward a blue ball target, eventually approaching and overlapping it. A team led by professor Hong Bo at Tsinghua University, in collaboration with a team led by professor Jia Wang at the Beijing Tiantan Hospital under Capital Medical University, was recently successful in helping the patient use his mind to control cursor movement on a screen.

  另一名患者是四肢瘫痪长达14年的杨先生。他在去年10月接受了植入手术。这一手术由清华大学和首都医科大学宣武医院团队成功进行,也是首例无线微创脑机接口临床试验。目前杨先生通过意念控制手套外骨骼,部分恢复了抓握功能,平均能在十秒内把水瓶或者物件拿到指定的位置。

  Another patient is a man surnamed Yang, who has been paralyzed for 14 years. He underwent implantation surgery last October, marking China's first case of wireless minimally invasive BCI implantation surgery. Currently, Yang has had his gripping function partially restored by controlling an exoskeleton glove with his thoughts. On average, he can pick up a water bottle or object and place it in a designated position within 10 seconds.

  不光如此,他还能自如地用脑信号来控制机械手,并在瘫痪后第一次拿起水瓶自己喝水。

  Yang can effortlessly use brain signals to control a robotic hand and, for the first time since his paralysis, pick up a water bottle to drink on his own.

  杨先生说:“你在想它(拿水瓶)的同时,就能攥上了。老幸福了,对提高生活质量有很大帮助。”

  专家介绍,在杨先生头部植入的仅有硬币大小的装置集成了脑机接口处理器(brain-machine interface processor)、无线通信(wireless communication)和供电接口以及用来采集脑电波的电极。植入位置位于颅骨外侧,只有电极进入颅骨内,贴在硬脑膜外。此外,这套系统还包括信息采集供电模块、脑电波解码翻译模块,以及气动手套外骨骼等。病人体内外分别有一个线圈,外面的线圈既能够隔着皮肤供应电,也能够把病人大脑里的脑信号传输出来,实现了无线的供电和无线的通信,再用采集到的信号来指挥气动手套外骨骼(glove exoskeleton)。

  什么是“脑机接口”?

  脑机接口(brain-machine interface)是指在大脑与外部设备之间创建信息通道,实现两者之间直接信息交互的新型交叉技术。简单来说,脑机接口就是让人的大脑和电脑或其他电子设备直接“对话”。通过这种技术,我们可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号,或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令,这就像在大脑和电脑之间架起一座“桥梁”。

  专家介绍,脑机接口分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。清华大学开发的无线微创脑机接口为半侵入式,将电极植入患者大脑硬膜外,不破坏神经组织就可获得较高信号强度和分辨率,同时降低了免疫反应和损伤神经细胞的风险。

  据联合团队表示,脑机接口未来的应用十分广泛。下一步,他们的目标是希望通过迭代开发打造一个通用的微创脑机接口平台,用于更多脑疾病的康复。

本文关键字: 新概念英语

添加助教老师微信

免费领取2G新概念资料

更多资料
更多>>
更多内容

新概念学习资料大礼包

加助教免费领取2G资料

更多>>
更多资料