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挥舞着机械臂与“思想”,医学康复是脑机接口技术最重要的方面
Viking代理 2024-05-10

无论是Musk的“脑机接口”(BCI)技术的重大突破,包括有关其设备已获得FDA的“突破性设备计划”批准的新闻,还是以Neualink,MindMaze,NeuroPace为代表的全球脑计算机的新闻,接口公司的频繁出现都表明,曾经被视为科幻小说的脑机接口现在已经在现实中得到反映。

关于脑机接口的热议似乎也朝着赛博朋克关于“人与机器”的预测发展,也就是说,所谓的“自由个体”最终将成为一个虚构的故事,它将变成生化算法的结合。

并逐步走向医学的职责。

医学康复是脑机接口技术应用的最重要方面。

脑机接口可以通过与环境的相互作用来替代重度瘫痪患者的多种功能,还可以促进大脑重塑以恢复运动功能,减少残疾程度,并改善患者的生活质量。

例如,借助脑机接口技术,患有严重运动障碍的患者可以使用大脑来控制机械臂的操作,以完成一些复杂的运动,包括肌萎缩(脊髓)侧索硬化,脊髓损伤和其他残疾患者,使用脑机接口机械假体或脑机接口电动轮椅等来补偿某些功能。

但是,运动功能丧失的患者有望使用脑机接口技术来控制带有自己的EEG的轮椅或机器人,以辅助一些基本的运动功能。

2006年,布朗大学的研究小组完成了在脑运动皮层中首次植入脑计算机接口设备的操作,该设备可用于控制鼠标。

在2012年,脑机接口设备已经能够处理更复杂,更广泛的操作,使瘫痪的患者能够控制机械臂,喝水,吃饭,打字以及与他人交流。

在2014年巴西世界杯足球赛开幕式上,高位截瘫青年朱利安诺·平托(Juliano Pinto)在人机界面和人工外骨骼技术的帮助下攻入一球。

2016年,内森·科普兰(Nathan Copeland)用他的头脑去控制机器人手臂,并与美国总统巴拉克·奥巴马(Barack Obama)握手。

上个月瘫痪了30多年的Robert Buz Chmielewski再次展示了如何利用他的大脑来控制两个机械臂拾起餐具并给自己喂食的整个过程。

作为C6脊髓损伤的患者,Chmielewski的大脑健康,颈部以下的神经完好无损,但肩膀以下的神经全部处于瘫痪状态,仅留下了肩膀和手腕的一些残余功能。

2019年1月,作为约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)脑计算机接口研究的参与者,克米勒夫斯基(Chmielewski)通过10小时的手术在大脑两侧植入了六个微电极阵列(MEA)。

随后,研究人员试图通过持续改进和培训来获得同时控制两个假体的能力。

在该实验中,研究人员将六个微电极阵列(MEA)植入到参与者的两个半球中。

大脑,其中一半在运动皮层中,另一半在感觉皮层中。

在实验中,研究小组植入的MEA允许计算机读取参与者的信号。

运动皮层,传达了锻炼的意图。

然后,计算机将这些信号解码并将其发送到机械臂,以便参与者可以像实际手臂一样控制其运动。

此外,研究小组通过多电极阵列读取大脑信号的方法有助于开发一种机器学习算法,该算法可以解码用户的意图并将其转换为特定的神经信号模式,即最终由计算机转换。

引导手臂的动作。

最终,Chmielewski能够利用他的大脑信号用刀子和叉子切食物,然后命令机械手将食物移到他的嘴上几英寸,最后吃掉食物。

可以说,这是受疾病或伤害影响的患者恢复自我控制的重要一步。

人类首次可以使用双侧大脑植入物,使截瘫患者能够控制两个机械臂并产生两只手。

触摸的感觉。