幫助癱瘓病人用意念隔空取物，科學家開發無創腦機介面

　　2019-07-02 15:57  搜狐科學

　　

　　文 / 管顏青 編 / 袁月

　　【搜狐健康】用意識控制物體轉移似乎只有漫威英雄們才能做到，但科學家已經將這種超能力變成了現實。

　　上個月，頂尖學術期刊《科學》旗下的Science Robotics刊登了腦機介面（BCI）領域的一項突破成果，美國卡內基梅隆大學的賀斌教授帶領其研究團隊與明尼蘇達大學合作，成功開發出了一種可與大腦無創連接的腦機介面，能讓人用意念控制機器臂連續、快速運動。

　　

　　聽起來不可思議的腦機介面技術指的是腦、機、介面三者的結合，是將大腦的信息通過適當的介面技術來讀取，並操控外部設備的動作。這些外部設備可以是一個機械臂，可以是虛擬鍵盤，可以是其他任何想要操控的東西。

　　如果你關注過《挑戰不可能》節目話，可能會記得一名特殊的漸凍症患者——王甲。幾乎失去了所有運動機能的他，就是利用腦機介面打字系統，通過對視覺神經信號的解碼，在電腦屏幕上打出了著名作家舒婷的詩句：「希望，而且為之奮鬥，把這一切放在你的肩上。」

　　

　　事實上，目前的腦機介面技術主要的目標人群正是像王甲一樣的殘疾人，幫助他們重建正常人的生活能力。

　　然而，以往能夠操控物體移動的腦機介面技術均為植入式，需要外科手術植入電極採集神經信號，讀取人腦意圖，轉化為外部設備控制指令。但這種技術的關鍵問題就是電極植入的準確性，因為電極很難精確定位到需要植入的腦區，即使找到腦區，植入電極后，患者還需要經過大量時間的訓練才能使用。此外，受試者也還面臨潛在風險。因此，植入式的腦機介面使用僅限於少數臨床病例。

　　為了幫助更多具有運動障礙或者不方便行動的群體，賀斌教授團隊開發出了一種無創腦機介面，可以在不需要手術的情況下，僅通過一頂「電極帽」直接從人的頭皮表面獲取神經信號，從而指揮機械臂行動。不僅對人體的損傷較小，還可以節省出大量的訓練時間。

　　

　　研究人員介紹說，這種無創腦機介面技術採用腦電圖記錄大腦深處的信號，並利用腦電圖源成像技術和機器學習技術提高了以往對機器臂的高解析度控制。相比其他無創的腦機介面技術，在二維平面控制游標移動的傳統任務中，這種新技術的機器學習能力提高了近60%。而在另一個更接近現實使用的情境中，也就是由用戶採用運動想象來連續追逐隨機移動的游標，這個任務的學習成績提高了5倍以上。

　　也就是說，人們可以擺脫各種操作面板、滑鼠、鍵盤，僅靠自己的意念操控機器幫助你工作。

　　據了解，目前這項技術已經在68名身體健全的人類受試者中進行了測試，已成功實現了普通人對虛擬設備和機器臂的控制。研究人員表示，該團隊計劃在不久的將來進行臨床試驗，未來這項技術也將像智能手機一樣普及大眾，讓每個普通人都能擁有「意念操縱物體」的超能力。

　　參考資料

　　https://robotics.sciencemag.org/content/4/31/eaaw6844.full

　　https://knowridge.com/2019/06/sc ... rolled-robotic-arm/