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首個即插即用腦機接口，使四肢癱瘓患者輕松控制電腦光標

2020-09-08 15:17

“即插即用”的腦機接口

“我們認為這是試圖在大腦和計算機這兩個學(xué)習(xí)系統(tǒng)之間建立伙伴關(guān)系，最終讓人工界面成為用戶的延伸，就像他們自己的手或手臂一樣�！�

研究人員表示，隨著時間的推移，參與者的大腦能夠放大神經(jīng)活動模式，它可以利用 ECoG 陣列最有效地驅(qū)動人工接口，同時消除不太有效的信號，而這一過程很像大腦學(xué)習(xí)復(fù)雜任務(wù)的過程。

他們觀察到，參與者的大腦活動似乎形成了一種根深蒂固的、一致的大腦“模式”來控制腦機接口，這種情況在日常的重置和重新校準中從未發(fā)生過。

經(jīng)過幾周的持續(xù)學(xué)習(xí)，當界面重新設(shè)置時，參與者迅速重新建立起控制設(shè)備的相同的神經(jīng)活動模式——有效地將算法重新訓(xùn)練到原來的狀態(tài)。

“一旦用戶建立了控制界面的解決方案的持久記憶，就不需要重新設(shè)置，”Ganguly 說。“大腦很快就會匯聚到同一個解決方案上。”

研究表明，他們可以完全停止算法的自我更新，參與者可以簡單地每天開始使用界面，而不需要再培訓(xùn)或重新校準。在沒有再訓(xùn)練的 44 天里，表現(xiàn)沒有下降，參與者甚至可以連續(xù)幾天不練習(xí)，表現(xiàn)也幾乎沒有下降。

“我們一直注意到，我們需要設(shè)計出一種技術(shù)，它不會被束之高閣，而是能夠切實改善癱瘓患者的日常生活�！盙anguly 說，這些數(shù)據(jù)表明，基于 ECoG 的腦機接口可以作為此類技術(shù)的基礎(chǔ)。

而這種即時“即插即用”的腦機接口技術(shù)一直是該領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)研究人員使用的“針形”電極往往會隨時間移動，從而改變每個電極所捕獲的信號。而且，由于這些電極穿透腦組織，免疫系統(tǒng)往往會排斥它們，逐漸削弱它們的信號。

ECoG 陣列雖然比傳統(tǒng)植入物的敏感度低，但其長期穩(wěn)定性似乎彌補了這一缺陷。ECoG 記錄的穩(wěn)定性對于更復(fù)雜的機器人系統(tǒng)（如假肢）的長期控制可能更為重要，這也是Ganguly 研究下一階段的關(guān)鍵目標。

排版：趙辰霞

編審：王新凱

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