癱瘓的人用心靈控制虛擬無人機

一個癱瘓和腦部植入物的69歲男子能夠通過複雜的障礙課程飛行虛擬無人機, 只是想著移動手指, 感謝一個實驗設備由斯坦福大學的研究人員開發。

參與者, 誰患有C4脊髓損傷的四肢癱瘓, 使用植入大腦中的兩個小電極陣列的神經信號導航障礙物課程和隨機飛行模式。 他同時組合多個運動的能力代表了大腦電腦介面技術的重大進步。

為了實驗研究人員開發了一個可以從大腦訊號中解碼四個不同的控制維度的系統。 這種控制級別與身體控制器相匹配的遊戲玩家實現了什麼, 研究人員說。

「就像數字系統的健全用戶使用手指操縱鍵盤和遊戲控制器一樣, 該系統允許一個直觀的框架，用於大腦控制的數字界面, 提供娛樂和社會化的機會，並引起 啟示的感覺。

「他多次表達（甚至在參加臨床試驗之前），他最重要的個人優先事項之一就是使用BCI來控制四輪驅動器, 研究人員在論文中寫道。 四輪驅動器會使他, 自從他受傷以來第一次, 從他的床/椅子上形像地“抬起”。 ”

這種動機取得了令人印象深刻的結果：不同的嘗試之後, 身份不明的受試者能夠在平均每圈222秒的障礙路線上完成12圈, 並在短短10分鐘 內部透過28個隨機放置的環導航。

科技如何運作

當您考慮移動手指時, 運動皮質（大腦運動控制中心）的神經元（腦細胞）火電訊號。 即使身體癱瘓, 這些訊號仍然存在。 精神閱讀研究一直在試圖解碼這些訊號，以觸發能夠實現大腦想要做的事情的外部設備。

幫助該男子飛行的虛擬無人機的系統依賴於兩個96通道的矽微電極陣列，放置在參與者運動皮層的“手旋鈕”區域中。 電極拿起尖峰波帶功率, 衡量活性神經元的量度。 例如, 當參與者想像彎曲拇指時, 特定的神經元迅速發射，這些電極檢測神經活動模式。

然後, 電腦使用機器學習演算法（例如智慧型翻譯器）將這些訊號即時轉換為手指動作。 該演算法是透過讓參與者觀看虛擬手術並嘗試在心理上模仿它來訓練的。 隨著時間的推移, 該系統學習了將特定電氣模式與特定手指運動相關聯的模式。

然後，控制方案學會了將不同想像的手指運動映射到特定的無人機動作：

• 拇指動作向前/ 向後和左/右運動控制
• 索引中型手指運動控制 高度
• 小手指的運動手柄旋轉

「飛行是微小的小技巧, 有點, 有點倒下, 「病人解釋了。 該系統允許光滑, 在所有維度上同時控制, 使複雜的操縱像將前向運動與轉彎相結合。

心靈閱讀技術並不是什麼新鮮事。 AI對學科大大提升。 多個實驗室和公司的最新進展表明該領域的發展速度。

例如, 可神經, Elon Musk（Elon Musk）的大腦電腦介面公司, 已成為頭條新的人類患者的頭條新聞。 它的第二參與者, 被稱為“Alex, “打破了大腦介面遊標控制的記錄，並在收到植入物後僅一個月就可以播放視頻遊戲反擊2並使用3D設計軟體。

伊隆馬斯克（Elon Musk）期望使大腦電腦介面設備龐大。 「如果一切順利, 幾年內將有數百人患有神經聯繫, 也許在五年內成千上萬, 十年內數百萬, 馬斯克在分享亞歷克斯表現的結果後不久發推文。

然而, 有些專家認為NeuraLINK的方法太具侵入性。 這導致其研究人員離開公司，資助另一個腦控制介面啟動：「精確神經科學」正在使用「包裹」大腦而不是黏在其中的針對活動的設備上工作。

同步, 一家位於紐約的公司, 已經開發了一種侵入性的大腦植入物稱為支架通過通過血管插入，可以避免傳統的腦部手術。 他們的病人, 一個64歲的年輕人被確定為“馬克, “成功控制了Amazon Alexa設備，並使用他的想法與Apple Vision Pro耳機進行了交互。 該設備是透過頸靜脈植入的，並位於電動機皮質附近。

還有許多其他例子, 從實用到更實驗。

不受歡迎的將思想直接轉換為文本UC舊金山研究人員有發達思想到語音系統甚至元數據一直在研究非侵入性腦機界面，以增強現實應用程序, 開發一個系統將思想 轉換為影像幾乎是即時的。

在2023年加州大學柏克萊分校的研究人員能夠直接從大腦活動中重建音樂。 他們的系統成功地重新創建了平克·弗洛伊德（Pink Floyd）的“牆上的另一塊磚, 第1部分“通過分析癲癇患者的神經信號。 突破表明，潛在的應用可幫助言語受損的患者透過思想進行溝通。