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揮舞著機(jī)械臂與“思想”,醫(yī)學(xué)康復(fù)是腦機(jī)接口技術(shù)最重要的方面
Viking代理 2025-06-20

無(wú)論是Musk的“腦機(jī)接口”(BCI)技術(shù)的重大突破,包括有關(guān)其設(shè)備已獲得FDA的“突破性設(shè)備計(jì)劃”批準(zhǔn)的新聞,還是以Neualink,MindMaze,NeuroPace為代表的全球腦計(jì)算機(jī)的新聞,接口公司的頻繁出現(xiàn)都表明,曾經(jīng)被視為科幻小說(shuō)的腦機(jī)接口現(xiàn)在已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中得到反映。

關(guān)于腦機(jī)接口的熱議似乎也朝著賽博朋克關(guān)于“人與機(jī)器”的預(yù)測(cè)發(fā)展,也就是說(shuō),所謂的“自由個(gè)體”最終將成為一個(gè)虛構(gòu)的故事,它將變成生化算法的結(jié)合。

并逐步走向醫(yī)學(xué)的職責(zé)。

醫(yī)學(xué)康復(fù)是腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用的最重要方面。

腦機(jī)接口可以通過(guò)與環(huán)境的相互作用來(lái)替代重度癱瘓患者的多種功能,還可以促進(jìn)大腦重塑以恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能,減少殘疾程度,并改善患者的生活質(zhì)量。

例如,借助腦機(jī)接口技術(shù),患有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)障礙的患者可以使用大腦來(lái)控制機(jī)械臂的操作,以完成一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),包括肌萎縮(脊髓)側(cè)索硬化,脊髓損傷和其他殘疾患者,使用腦機(jī)接口機(jī)械假體或腦機(jī)接口電動(dòng)輪椅等來(lái)補(bǔ)償某些功能。

但是,運(yùn)動(dòng)功能喪失的患者有望使用腦機(jī)接口技術(shù)來(lái)控制帶有自己的EEG的輪椅或機(jī)器人,以輔助一些基本的運(yùn)動(dòng)功能。

2006年,布朗大學(xué)的研究小組完成了在腦運(yùn)動(dòng)皮層中首次植入腦計(jì)算機(jī)接口設(shè)備的操作,該設(shè)備可用于控制鼠標(biāo)。

在2012年,腦機(jī)接口設(shè)備已經(jīng)能夠處理更復(fù)雜,更廣泛的操作,使癱瘓的患者能夠控制機(jī)械臂,喝水,吃飯,打字以及與他人交流。

在2014年巴西世界杯足球賽開(kāi)幕式上,高位截癱青年朱利安諾·平托(Juliano Pinto)在人機(jī)界面和人工外骨骼技術(shù)的幫助下攻入一球。

2016年,內(nèi)森·科普蘭(Nathan Copeland)用他的頭腦去控制機(jī)器人手臂,并與美國(guó)總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬(Barack Obama)握手。

上個(gè)月癱瘓了30多年的Robert Buz Chmielewski再次展示了如何利用他的大腦來(lái)控制兩個(gè)機(jī)械臂拾起餐具并給自己喂食的整個(gè)過(guò)程。

作為C6脊髓損傷的患者,Chmielewski的大腦健康,頸部以下的神經(jīng)完好無(wú)損,但肩膀以下的神經(jīng)全部處于癱瘓狀態(tài),僅留下了肩膀和手腕的一些殘余功能。

2019年1月,作為約翰·霍普金斯大學(xué)(Johns Hopkins University)腦計(jì)算機(jī)接口研究的參與者,克米勒夫斯基(Chmielewski)通過(guò)10小時(shí)的手術(shù)在大腦兩側(cè)植入了六個(gè)微電極陣列(MEA)。

隨后,研究人員試圖通過(guò)持續(xù)改進(jìn)和培訓(xùn)來(lái)獲得同時(shí)控制兩個(gè)假體的能力。

在該實(shí)驗(yàn)中,研究人員將六個(gè)微電極陣列(MEA)植入到參與者的兩個(gè)半球中。

大腦,其中一半在運(yùn)動(dòng)皮層中,另一半在感覺(jué)皮層中。

在實(shí)驗(yàn)中,研究小組植入的MEA允許計(jì)算機(jī)讀取參與者的信號(hào)。

運(yùn)動(dòng)皮層,傳達(dá)了鍛煉的意圖。

然后,計(jì)算機(jī)將這些信號(hào)解碼并將其發(fā)送到機(jī)械臂,以便參與者可以像實(shí)際手臂一樣控制其運(yùn)動(dòng)。

此外,研究小組通過(guò)多電極陣列讀取大腦信號(hào)的方法有助于開(kāi)發(fā)一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法,該算法可以解碼用戶的意圖并將其轉(zhuǎn)換為特定的神經(jīng)信號(hào)模式,即最終由計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換。

引導(dǎo)手臂的動(dòng)作。

最終,Chmielewski能夠利用他的大腦信號(hào)用刀子和叉子切食物,然后命令機(jī)械手將食物移到他的嘴上幾英寸,最后吃掉食物。

可以說(shuō),這是受疾病或傷害影響的患者恢復(fù)自我控制的重要一步。

人類首次可以使用雙側(cè)大腦植入物,使截癱患者能夠控制兩個(gè)機(jī)械臂并產(chǎn)生兩只手。

觸摸的感覺(jué)。