一个瘫痪和脑部植入物的69岁男子能够通过复杂的障碍课程飞行虚拟无人机, 只是想着移动手指, 感谢一个实验设备由斯坦福大学的研究人员开发。

参与者, 谁患有C4脊髓损伤的四肢瘫痪, 使用植入大脑中的两个小电极阵列的神经信号导航障碍物课程和随机飞行模式。他同时组合多个运动的能力代表了大脑计算机界面技术的重大进步。

为了实验研究人员开发了一个可以从大脑信号中解码四个不同的控制维度的系统。这种控制级别与身体控制器相匹配的游戏玩家实现了什么, 研究人员说。

“就像数字系统的健全用户使用手指操纵键盘和游戏控制器一样, 该系统允许一个直观的框架，用于大脑控制的数字界面, 提供娱乐和社会化的机会，并引起启示的感觉。”

“他多次表达（甚至在参加临床试验之前），他最重要的个人优先事项之一就是使用BCI来控制四轮驱动器, 研究人员在论文中写道。“他觉得控制四轮驱动器会使他, 自从他受伤以来第一次, 从他的床/椅子上形象地“抬起”。”

这种动机取得了令人印象深刻的结果：不同的尝试之后, 身份不明的受试者能够在平均每圈222秒的障碍路线上完成12圈, 并在短短10分钟内通过28个随机放置的环导航。

技术如何运作

当您考虑移动手指时, 运动皮层（大脑运动控制中心）的神经元（脑细胞）火电信号。即使身体瘫痪, 这些信号仍然存在。精神阅读研究一直在试图解码这些信号，以触发能够实现大脑想要做的事情的外部设备。

帮助该男子飞行的虚拟无人机的系统依赖于两个96通道的硅微电极阵列，放置在参与者运动皮层的“手旋钮”区域中。电极拿起尖峰波带功率, 衡量活性神经元的量度。例如, 当参与者想象弯曲拇指时, 特定的神经元迅速发射，这些电极检测神经活动模式。

然后, 计算机使用机器学习算法（例如智能翻译器）将这些信号实时转换为手指动作。该算法是通过让参与者观看虚拟手术并尝试在心理上模仿它来训练的。随着时间的推移, 该系统学习了将特定电气模式与特定手指运动相关联的模式。

然后，控制方案学会了将不同想象的手指运动映射到特定的无人机动作：

• 拇指动作向前/向后和左/右运动控制
• 索引中型手指运动控制高度
• 小手指的运动手柄旋转

“飞行是微小的小技巧, 有点, 有点倒下, “病人解释了。该系统允许光滑, 在所有维度上同时控制, 使复杂的操纵像将前向运动与转弯相结合。

精神阅读技术并不是什么新鲜事。AI对学科大大提升。多个实验室和公司的最新进展表明该领域的发展速度。

例如, 可神经, 埃隆·马斯克（Elon Musk）的大脑计算机界面公司, 已成为头条新的人类患者的头条新闻。它的第二参与者, 被称为“亚历克斯, “打破了大脑接口光标控制的记录，并在收到植入物后仅一个月就可以播放视频游戏反击2并使用3D设计软件。

埃隆·马斯克（Elon Musk）期望使大脑计算机界面设备庞大。“如果一切顺利, 几年内将有数百人患有神经联系, 也许在五年内成千上万, 十年内数百万, 马斯克在分享亚历克斯表现的结果后不久发推文。

然而, 一些专家认为Neuralink的方法太具有侵入性。这导致其研究人员离开公司，资助另一个脑控制界面启动：“精确神经科学”正在使用“包裹”大脑而不是粘在其中的针对活动的设备上工作。

同步, 一家位于纽约的公司, 已经开发了一种侵入性的大脑植入物称为支架通过通过血管插入，可以避免传统的脑部手术。他们的病人, 一个64岁的年轻人被确定为“马克, “成功控制了Amazon Alexa设备，并使用他的想法与Apple Vision Pro耳机进行了交互。该设备是通过颈静脉植入的，并位于电动机皮层附近。

还有许多其他例子, 从实用到更实验。

不受欢迎的将思想直接转换为文本UC旧金山研究人员有发达思想到语音系统甚至元数据一直在研究非侵入性脑机界面，以增强现实应用程序, 开发一个系统将思想转换为图像几乎是实时的。

在2023年加州大学伯克利分校的研究人员能够直接从大脑活动中重建音乐。他们的系统成功地重新创建了平克·弗洛伊德（Pink Floyd）的“墙上的另一块砖, 第1部分“通过分析癫痫患者的神经信号。突破表明，潜在的应用可帮助言语受损的患者通过思想进行交流。