新型脑机接口让瘫痪用户凭意念控制平板设备
- 新脑机接口让瘫痪患者有效交互商用电子设备。
- 仅凭思考移动光标和点击鼠标即可使用各种应用。
- 使用不同应用时每分钟完成22次“点选”操作。
移动计算设备已无处不在且成日常生活关键部分,但对瘫痪者难以使用。美国超500万人有不同类型瘫痪限制日常活动能力。
ALS等病症患者最终可能失去所有有效沟通周围环境能力(含语言)。辅助技术领域已帮助很多:持续改善瘫痪者功能能力使其轻松与通用计算机交互。
布朗大学研究人员近期展示脑机接口,让残障人士仅凭思考指向点击鼠标直接操作平板设备。实验中3名瘫痪参与者能网购、与家人聊天、使用其他平板应用。
BrainGate接口工作原理
BrainGate联盟多年致力改进神经工程和神经科学,帮助瘫痪人士(因伤病丧失运动能力)仅凭思考移动手控制电子设备。
脑机接口通过放置运动皮层微型传感器捕获神经活动。神经信号经解码传输到外部设备。多年科学家用类似技术让残障者控制机械臂和肢体。
a) 实验装置示意 b) 第124天任务时间线 | 研究人员提供
迄今基于脑电图的脑机接口展示拼写、游戏、绘画、网页浏览控制,但未能提供对商用智能手机或平板等通用电子设备的通用控制。
参考:PLOS | doi:10.1371/journal.pone.0204566 | 布朗大学
实验中,接口提取神经信号传输至设计为无线鼠标操作的蓝牙接口。虚拟鼠标连接Nexus 9平板,三名瘫痪参与者执行特定任务。
结果
三名四肢瘫痪参与者作为皮层内脑机接口一部分在运动皮层植入多电极阵列操作平板设备。两人患ALS——进行性运动神经元疾病导致控制随意肌神经元死亡。第三人脊髓损伤。
所有参与者能导航多应用:音乐流媒体、聊天、邮件、社交网络应用。浏览新闻聚合器、流媒体服务、YouTube搜索内容、撰写聊天和邮件。
研究人员提供
使用各应用时每分钟完成22次“点选”。文本应用中通过文本界面打字速度达30字符/分钟。
虽未实现多点触控、手势、长按等高级光标功能,作者欣喜见参与者快速用接口探索兴趣爱好。
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研究也有潜力为医疗提供者与严重神经疾病患者沟通开新门。可进一步改善患者与照护者互动理解。
工业技术