广告

又一脑机接口(BCI)与瘫痪患者成功实现交互学习

2020-09-08 综合报道 阅读:
上周,8月31日,我们报道了《马斯克的Neuralink 脑机接口,只需40分钟即可植入大脑》,通过那种脑机接口可以解决的问题包括听觉缺失、记忆力缺失、中风和成瘾等等,随后周鸿祎对此表示了强烈的担忧,认为广泛控制人的大脑是“一件可怕的事情”(详见《周鸿祎PK马斯克,虽然人类数字化不可逆转,但强烈反对脑机接口技术的广泛应用》)。然而,今天,在脑机科学领域,又有一项新的研究:脑机接口成功实现与瘫痪患者进行交互学习,反过来控制脑机接口,那么它是怎样反控的呢?

上周,8月31日,我们报道了《马斯克的Neuralink 脑机接口,只需40分钟即可植入大脑》,通过那种脑机接口可以解决的问题包括听觉缺失、记忆力缺失、中风和成瘾等等,随后周鸿祎对此表示了强烈的担忧,认为广泛控制人的大脑是“一件可怕的事情”(详见《周鸿祎PK马斯克,虽然人类数字化不可逆转,但强烈反对脑机接口技术的广泛应用》)。然而,今天,在脑机科学领域,又有一项新的研究:脑机接口成功实现与瘫痪患者进行交互学习,反过来控制脑机接口,那么它是怎样反控的呢?CUGednc

加州大学旧金山分校(UCSF)的一支研究团队,已经在瘫痪患者身上演示了首个“即插即用”的“大脑义体”。借助机器来解码大脑的电信号,为未来的医学功能修复打开了更多的可能 —— 比如改善阿尔茨海默病的筛查、对内部器官的监测、以及让瘫痪患者重新获得对义肢的控制能力。CUGednc

CUGednc

ECoG 阵列(来自:UCSF / Noah Berger 摄)CUGednc

过去几年开发的此种类型的脑机接口(BCI),已经显现出了一些极具希望的潜在应用。CUGednc

通过各种形式植入大脑之后,且借助先进的算法来提供动力,研究人员可将大脑电信号转为各种设备的控制输入,比如义肢、完整的外骨骼、甚至无人机。CUGednc

1.pngCUGednc

研究配图 - 1:ltCLDA 带来的性能改进CUGednc

UCSF 开发的新技术,标志着该领域的研究又向前迈出了重要一步。其专注于将大脑活动转化为软件方面的行动,然后借助机器学习的算法训练。CUGednc

2.pngCUGednc

研究配图 - 2:光标映射精制解码CUGednc

通过让瘫痪患者来目视屏幕上的光标运动,可追踪其想象中的脖子或手腕部运动。在持续对算法进行定期(每日)重置之后,软件可逐步学会与用户设想相匹配的移动动作。CUGednc

3.pngCUGednc

研究配图 - 3:神经表征在多个时间尺度上的稳定表现CUGednc

尽管每天需要耗费数小时来实验,但这套方案可最终达成预期的控制,此外科学家们也在积极改进和探索其它方面的应用。比如调整算法,以避免每日头从开始训练。CUGednc

4.pngCUGednc

研究配图 - 4:长期 PnP 与解码器复位的结果CUGednc

经过不断完善,最终算法可允许用户即时接入并开始使用。UCSF Health 的实践神经病学家 Karunesh Ganguly 表示:CUGednc

通过确保算法的更新速度不会超过大脑的跟踪速度,我们可以进一步改善机器学习的速度,即大约每 10 秒钟更新一次。CUGednc

我们认为这是大脑和计算机这两套系统之间建立了合作关系,最终可使人机界面成为用户能力的一个延伸,让他们可以自如地操控机械义肢(手或手臂)。CUGednc

5.pngCUGednc

研究配图 - 5:两组神经点击器之间的连接CUGednc

实验中使用的脑机接口(BCI)被称作 ECoG 阵列,其由便签纸大小的电极板组成,可通过外科手术植入到大脑表面。CUGednc

在获得了特殊的批准之后,研究人员对接受植入物手术的患者开展了长期实验。CUGednc

结果发现,即便没有进行任何日常校准,持续 44 天后的使用性能也不会出现下降。即使用户停用了数日,性能也只会略有下降。CUGednc

CUGednc

Karunesh(上图右)与学生 Stefan Lemke 讨论 ECoG(Steve Babuljak / 2016 摄)CUGednc

研究资深作者、医学博士 Karunesh Ganguly 指出:随着时间的推移,使用者的大脑也会优化自身的活动,以更好地控制 BCI 和无需每日重新校准。CUGednc

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《自然生物技术》(Nature Biotechnology)期刊上。CUGednc

 CUGednc

责编:ChalleyCUGednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 华为或于2022年推出麒麟830/720芯片,工艺上“退”至14n 日前, 外媒消息称,华为有望在2022年更新两款麒麟芯片,分别是麒麟830和麒麟720,均采用14nm制程工艺。此外,有网友认为这则爆料不可信,在该网友看来,海思的这张海报想说的,应该是不会放弃麒麟的设计。他还特别提到,中芯国际好像也因为制裁的缘故没有办法给华为供货吧?这种情况下华为能找哪家代工呢? ​
  • 哪种蓝牙MCU最适合您的设计? 当今的蓝牙微控制器是集成的微小奇迹。即使是空间要求最小的嵌入式设计中也适用,并将CPU、内存资源和外设以及射频功能所需的元件封装在一起。但蓝牙MCU的型号以及其具有的“蓝色色调”多得让人眼花缭乱、无从选择。
  • 小米12 Pro 拆解:屏幕、性能、续航、声音、样样都 Pro? 小米12 Pro发布后,微机分WekiHome与艾奥科技分别在B站发表了拆机视频,微机分WekiHome在视频简介中甚至表示“作为 2021 年度最后一台旗舰手机小米12 Pro,屏幕,系统,相机,续航,声音,样样都 Pro”。感兴趣的小伙伴不妨与EDN小编一起,看看小米12 Pro内部做工用料到底Pro到了什么程度。
  • 太阳能汽车是终极的电动汽车吗? 为何只考虑通过电网或先进的家用太阳能、水力、地热系统充电的电动汽车呢?为何不干脆将太阳能电池置于车顶上,从而有可能不需要连接到任何系统呢?它是属于个人的,可以携带,也是可以从永无止尽的免费来源取得的终极能源类型——还有什么比这更好的呢?
  • 思特威“秀肌肉”:全系列技术升级、成立两大新事业部 思特威宣布新晋成立汽车芯片部及工业和新兴传感器部,并发布安防4K Pro,8K Pro新品以及包括SmartClarity®-2技术,DSI-2技术,全新的Star Light技术及产品的全系列升级,此外还带了SmartClarity®-2技术线下首秀。
  • 被质疑潜在影响空中安全,美国通信商寻求新的5G延迟 此前,美国原定于 12 月 5 日推出高速移动宽带技术,由于航空航天巨头空中客车公司和波音公司担心飞机用于测量高度的设备可能受到干扰,因此推迟到 1 月 5 日。但据EDN小编了解,这一计划再次遭遇了美国航空业这一“拦路虎”。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了