近期，《自然?醫(yī)學(xué)》期刊發(fā)布了一項(xiàng)突破性的研究成果，揭示了國外一支科研團(tuán)隊在腦機(jī)接口技術(shù)上的最新進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)通過向大腦植入電極，使癱瘓患者僅憑想象手指的移動，便能實(shí)現(xiàn)對虛擬四旋翼飛行器的精確操控。
科研團(tuán)隊巧妙地將患者的手部分為三個獨(dú)立區(qū)域：拇指、食指與中指構(gòu)成的區(qū)域，以及無名指與小指構(gòu)成的區(qū)域。每個區(qū)域均支持垂直和水平兩個方向的運(yùn)動想象。當(dāng)患者在腦海中構(gòu)想這些運(yùn)動時，虛擬的四軸飛行器能夠?qū)崟r響應(yīng)，并在虛擬環(huán)境中靈活避開障礙，穿梭自如。
這項(xiàng)技術(shù)不僅為癱瘓患者帶來了前所未有的游戲體驗(yàn)，使他們能夠和朋友共同享受游戲的樂趣，更在遠(yuǎn)程工作領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力。論文的主要作者，密歇根大學(xué)的神經(jīng)外科及生物醫(yī)學(xué)工程助理教授馬修?威爾西（Matthew Willsey）強(qiáng)調(diào)，這是目前基于手指運(yùn)動實(shí)現(xiàn)的最強(qiáng)功能性控制。
與傳統(tǒng)的非侵入性方法，如腦電圖（EEG）相比，直接讀取運(yùn)動神經(jīng)元的信號大幅提高了控制的精確度。研究顯示，通過植入電極讀取神經(jīng)元信號，用戶對飛行器的控制能力比使用EEG信號提高了整整六倍。然而，這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要患者接受手術(shù)，將電極植入大腦的運(yùn)動皮層，并通過固定在頭骨上的基座與計算機(jī)相連。
威爾西教授進(jìn)一步解釋說，這項(xiàng)技術(shù)利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解讀患者試圖移動手指時產(chǎn)生的運(yùn)動皮層信號，并將這些信號轉(zhuǎn)化為虛擬手指的控制指令，從而實(shí)現(xiàn)對虛擬四軸飛行器的操控。這項(xiàng)技術(shù)作為BrainGate2臨床試驗(yàn)的一部分，旨在探索神經(jīng)信號與機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)合，為神經(jīng)損傷或疾病患者提供新的外部設(shè)備控制方案。
該研究的一名參與者自2016年起便加入了斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊，他在脊髓損傷導(dǎo)致四肢癱瘓后，成為了這項(xiàng)研究的受益者之一。萊斯大學(xué)電氣與計算機(jī)工程系即將上任的教授、論文的合著者尼沙爾?沙阿（Nishal Shah）指出，手指控制只是這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的起點(diǎn)，其最終目標(biāo)是恢復(fù)患者的全身運(yùn)動功能。
