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用意念打字真的实现了!肢体不便者的福音!

不用手、直接在体内接入电脑,用意念打字的画面经常出现电影画面里,比如以下这几种:


这种技术一直被人们所向往,但要在现实中实现似乎不太可能,毕竟就连著名的科学家、渐冻症患者霍金也只能靠几根手指打字呢~


但是现在这一神奇的技术已经出现啦!斯坦福大学最近发布了一份研究报告称,通过最新的研究成果,运动障碍患者现在可以通过大脑来控制屏幕光标,进而打字以获得交流能力。这意味着人类可以通过大脑植入设备,获得"意念打字"的能力。


给大脑植入设备,“窃取”脑电波

这项技术可以通过在运动皮层植入微型的电传感器,“窃听”电流活动,并用计算机分析、解码这些信号,让鼠标在键盘上移动,并打出相应的信息。



研究人员会在患者的大脑里植入一到二个小型电极阵列,这些电极阵列可以记录来自运动皮层(大脑中控制肌肉运动的区域)的信号,这些信号会通过外部电缆传递到电脑里,并经由算法转换成指令,引导屏幕上的光标进行移动和点击。这样患者想表达的内容就可以在屏幕上显示出来了。

研究人员将外部数据线与植入参与者大脑内部的设备相连


瘫痪病人使用新技术的生活

已有三名参与者可以熟练使用

这项研究有三位重度肢体无力的实验参与者,其中两名患有肌萎缩性侧索硬化症(也叫渐冻人症),另一名患有脊髓损伤。

每一位参与者在经过最基本的培训之后,都能充分掌握这项技术的使用方法。实验结果证明,对于遭受类似运动损伤的病患们来说,在加强交流能力这一方面,这项技术比之前的技术都更优秀。

去年8月,一名因意外导致瘫痪的志愿者接受了设备植入手术后这么描述使用感:"我想象有个球在桌上,然后我把手放在球上。当我想象球向前滚时,指针向上移动,当我想象球向后滚时,指针向下移动。相应的,指针也可以左右移动。"


现在,他可以通过意念来操控电脑打字。研究者们让他输入"The quick brown fox jumped over the lazy dog"这句话(这句话用到了全部26个字母,常常用来测试键盘),这位参与者的平均速度是每分钟7.8个单词,这是他的第一句话,但在将来,无数像他一样的瘫痪者将可以打出无数丰富多彩的句子。



神经外科教授杰米·亨德森(Jaimie Henderson)博士说道:"我们的研究成功标志着改善瘫痪病人生活质量的重大里程碑。"亨德森博士斯坦福医院为参与者进行了两次设备植入手术。第三次则在马萨诸塞州综合医院进行。电气工程教授克里希那·谢诺伊(Krishna Shenoy)是论文的共同作者,他负责了计算机的算法部分。

杰米·亨德森教授(左)和克里希那·谢诺伊教授(右)

神经科学家霍赫伯格(Leigh Hochberg)表示:"这项技术为开发强大、直观、灵活的神经接口奠定了基础。我们都期望有一天,可以完全恢复瘫痪病人的交流能力、移动能力和独立性。"


亨德森博士在接受采访时的发言则更为鼓舞人心:"现在,我可以说,在未来的十年之内,我们就可以看到恢复瘫痪病人身体机能的系统。"


接下来的目标——安全性仍是最重要的

其实,早前Nature杂志就曾发表过相关研究成果:一支国际联合研究团队开发了一种无线大脑接口,它可以通过再现来自大脑的信号记录,刺激腿部的电极,使脊髓损伤的猕猴能够再次行走。  


具体来说,运动时脑部活动控制着我们的腿部是往后蹬还是往前伸,而脊椎正是承担了传输信号、刺激肌群的任务。但对于脊椎受损的动物而言,信号的传输被中断了,所以研究人员通过大脑植入技术,使无线信号绕过受损的神经,从而使猕猴恢复了行动能力。


但解读脑电波可是一个“开脑洞”的节奏!科学家们把病人的大脑打开植入电极。但是这个电极植入进去之后,短则一个月,长则半年,神经胶质细胞就会把电极包裹起来,电极和神经细胞之间就形成了一个薄薄的阻隔的一层,这一层会使你的神经信号采集不到,这种情况如果发生的话,我们只能做手术把它拿出来,所以你可以想象病人会有多痛苦!


所以大脑-电脑接口的安全性有多重要可想而知,将大脑连接到电脑这一过程中仍有许多问题和担心,也是斯坦福团队面临的重要问题。理想中的系统应该是可以完全植入,并且能无线使用,这样去哪里都足够方便,并且能够持续使用24小时而且不需要校准与调试。虽然这些目标都还很远,但是科学家们已经在一步步的靠近啦!


除了医学家,FB也想通过让耳朵有“听觉”造福人类

Facebook近期透露了他们的有一个计划:发展基于触摸的通信能力。研究团队正在开发一种新型可穿戴设备,让人类直接通过皮肤来聆听声音。这一概念来源于布莱叶盲文系统。


团队正在建立相关硬件和软件的原型,让人类的皮肤模仿耳朵中的耳蜗,将声音转换为特定的频率传播到大脑中。这项技术可以让聋哑人不用耳朵就能基本听到所有的声音。




在实验中,一个Facebook工程师团队通过使用调谐到16个频段的执行器系统,展示了通过皮肤进行的听觉实验:一位工程师手臂上绑着执行器设备,另一个工程师则拿着平板电脑下达了一个指示:“拿起一个黑色的锥子”,前者通过这款可穿戴设备成功地接收到振动并完成了这一动作。


Facebook认为,这种将语言传递到皮肤上的方法可以让人们区分大约100个单词。另外,他们还会考虑使用压力和温度等非语言信号来传递语言信息,最终实现不用拿出手机就能接收到信息。


负责人表示,距离推出硬件产品还需几年时间。不过如果可能的产品取得成功,那么将有助于Facebook的业务多元化,摆脱对广告收入依赖。


其实我私心想的最多的是,是不是可以每天躺在床上就能解决所有事情了,毕竟对于懒癌晚期患者来说,张嘴说话都会累。




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