編譯:公子欣

想象一下

玩馬里奧賽車游戲時

只需用大腦就能完成一系列復雜轉彎

這不是電子游戲的幻想

而是德克薩斯大學奧斯汀分校的工程師們

創建的一個真實的程序

作為腦機接口研究的一部分

以幫助改善運動障礙患者的生活

更重要的是

研究人員將機器學習能力與腦機接口結合起來

使其成為一個通用的解決方案

研究發表在PNAS Nexus上

(美國科學院院刊PNAS的姊妹刊)

一般情況下,設備需要對每個用戶進行大量校準,無論是健康用戶還是殘疾用戶,每個人的大腦都是不同的。而今,工程師們發明了一種無需對每個用戶進行校準的腦機接口。這種新方案可快速理解個體受試者的需求,并通過重復進行自我校準。這意味著多名患者可以使用該設備,而無需針對個人進行調整。

“該技術使我們在臨床環境中會快很多,而不需要專業團隊來完成這個漫長而繁瑣的校準過程。”實驗室研究人員Satyam Kumar說。

在研究中,受試者戴上一頂裝有電極的帽子,電極與電腦相連。電極通過測量來自大腦的電信號來收集數據,解碼器解釋這些信息并將其轉化為游戲動作。

在腦機接口方面,Millán幫助用戶引導和加強神經可塑性,即大腦隨時間變化、成長和重組的能力。這些實驗旨在改善患者的大腦功能,并使用由腦機接口控制的設備使他們的生活變得更輕松。

主體間腦機接口遷移學習的縱向框架

一名專家接受了培訓,為簡單的條形任務開發一種“解碼器”,使界面能夠將腦電波轉換為命令。解碼器作為其他用戶的基礎,是避免長時間校準過程的關鍵。

實驗證明,解碼器的效果非常好,實驗對象可以同時接簡單游戲和更復雜的賽車游戲的訓練,要知道賽車游戲需要提前幾步思考才能轉彎。

腦控賽車

整個比賽過程中的閉環腦機接口性能

研究人員指出,該項目涉及18名無運動障礙的受試者,未來他們將在運動障礙患者身上進行測試,將其應用于臨床環境中的更大群體。這項工作為進一步的腦機接口創新奠定了基礎。

此外,Millán及其團隊還在研究一種輪椅,殘疾人可以通過腦機接口駕駛輪椅,還有另一種潛在用途,即控制手部和手臂康復機器人,這也是該技術未來發展方向的一個標志。Millán強調,這項技術的重點就是幫助人們改善日常生活。

來源: 上海市科學技術協會