完美黑科技!脑机接口让失语患者“说”出“你好””

时间:2023-08-29

黑科技!脑机接口让掉语患者“说”出“你好”

读取年夜脑影象、意图念节制物体……曾经经,只属在科幻影戏中的画面,如今正逐渐变为实际。

作者: 张哲浩、杨永林来历: v2020-08-24 11:19:00

高位截瘫,全身器官掉能,年夜脑还一般,却已经口不克不及言,怎么办?哄骗脑机接口,让他人跟患者的年夜脑间接对于话!近日,西安交通年夜学第二从属病院结合西安交年夜机械项目学院使用脑机接口技能,使一名高位截瘫的掉语患者“说”出了“你好”。

据悉,这名患者从高处跌掉队高位脊髓受损,只能经由过程眨眼向大夫表达诉求,而此次接纳脑机接口技能后,患者看着电脑屏幕上不停跳动的字符或者拼音,便经由过程体系“说”出了本身的设法。

脑机接口技能为神经科学立异研究以及临床神经疾病诊断、医治与痊愈研究提供了专业、完备的解决方案。“经由过程这一技能,患者以及医护职员和家眷无望实现越发有用的沟通交流,帮忙患者越发切确高效地表达心田的设法。”西安交年夜二附院一位卖力大夫说。

据相识,这名患者跌掉队,第五、第6颈椎脱位,致使高位脊髓受损。颠末实时的手术医治,颈椎乐成复位,但今朝四肢功效还没有恢复,外加气管切开状况陪同延髓麻木,致使患者吞咽坚苦以及语言障碍,只能经由过程眨眼来表达诉求。

为此,西安交年夜二附院重症医学科主任王小闯、副主任王岗同西安交年夜机械项目学院传授徐光华就脑机接口(Brain-ComputerInterface,BCI)技能于重症患者中的运用举行了充实论证,并针对于该患者制订出了个别化的实行方案。

8月6日上午,于徐光华及其团队的起劲下,患者被戴上了脑电帽,用BCI技能,于颠末指导讲授后,患者看着电脑屏幕上不停跳动的字符,纷歧会儿就于屏幕上跳出了“你好”两个字。“脑电帽收罗到患者的脑电旌旗灯号后,经由过程计较机处置惩罚以及阐发,就能够精准捕捉患者的设法。”王小闯说。

据王岗先容,从去年最先,西安交年夜二附院便与交年夜机械项目学院对于接该技能的开发以及运用,没想到第一次测试,患者就乐成“说”出了“你好”。此刻给患者运用这类技能有两种模式选择,一种是有预设的问题����APP,经由过程凝视响应的图象举行选择;另外一种是以及拼音打字功效相似,把26个字母放于屏幕上,经由过程凝视以后把想表达的意义拼出来。这个“你好”就相称因而拼出来的。

“咱们日常平凡让患者眨眼睛,只能是问他‘渴不渴’‘想不想上茅厕’等问题,患者假如有其他本身想表达的工具,好比想要见哪一个支属,医护职员是没有措施切确相识的。经由过程脑机接口技能则可以帮忙患者表达出他们心田差别的设法。”王岗说。

读取年夜脑影象、意图念节制物体……曾经经,只属在科幻影戏中的画面,如今正逐渐变为实际。

于植物身上实验并开启的脑机接口技能,最近几年来踏上了高速成长的门路,并被誉为“人工智能的下一代技能”。

脑机接口技能实在就是一种研究人脑的技能体系,经由过程“脑+机+接口”于脑与外部装备间创立全新信息互换通路,一方面将年夜脑旌旗灯号转化为呆板可辨认的旌旗灯号,实现对于呆板的有用节制;另外一方面,将外部装备旌旗灯号转化为年夜脑可辨认旌旗灯号,从外部对于年夜脑举行间接干涉干与。该技能发源在20世纪20年月。

根据分类,脑机接口可分为侵入式以及非侵入式两种。二者的不同,就犹如字面意义同样,侵入式是经由过程手术间接将电极植入年夜脑皮层,非侵入式则不接纳植入体式格局而是穿着装备。基在体式格局的差别,终极所孕育发生的效果以及影响也差别。前者旌旗灯号获取品质高,但保险危害以及成本较年夜;后者则相反。

详细讲,脑机接口体系由旌旗灯号孕育发生、提取、转换、输出以及反馈几部门构成,此中最主要的是旌旗灯号孕育发生以及转换算法。

本年初,浙江年夜学对于外公布“双脑规划”主要科研结果,海内首例植入式脑机接口临床研究于该校完成。

据悉,这一临床研究由浙江年夜学求是高档研究院脑机接口团队与浙江年夜学医学院从属第二病院神经外科互助。患者颠末体系练习后,可以哄骗年夜脑运动皮层旌旗灯号精准节制外部机械臂与机械手,实现三维空间的运动。同时,此项研究也初次证实高龄患者哄骗植入式脑机接口举行繁杂而有用的运动节制是可行的。同时注解,这项最新结果将有助在肢体瘫痪患者举行运动功效重修,将来也无望对于辅助运动功效、掉能者功效重修、老年性能加强等孕育发生踊跃影响。

而早于2012年,浙年夜团队就曾经于山公脑中植入微电极阵列,乐成提取并破译了山公年夜脑关在抓、勾、握、捏4种手势的神经旌旗灯号,使山公能经由过程自身“意念”间接节制外部机械手臂。2014年,浙年夜团队于人脑内植入皮层脑电微电极,实现“意念”节制机械手完成高难度的“石头、铰剪、布”手指运动。

只管云云,我国脑机接口技能还处于低级阶段,今朝于医疗运用方面效果比力显著。一方面它可以或许加强人体年夜脑技术,晋升影象、计较等脑力程度,让人具有更强盛脑力威力;另外一方面,它也可用在诊断脑部神经性疾病,猜测以及按捺癫痫病发,可用在中风患者的痊愈练习等,兼具强化以及恢复两方面的辅助功效。但于重症医学范畴中,它的运用还比力有限。简朴的“你好”两个字,代表了脑机接口于重症患者中的运用迈出了一年夜步。脑机接口技能无望实现重症患者以及医护及家眷的有用交流,切实反应患者病情变迁,提高ICU患者诊医治效,改良预后;同时也可实时反应患者诉求,实现ICU患者人文眷注的个别化及智能化。

除了此之外,脑机接口还于军事、教诲、文娱等范畴有效武之地,而且可以或许与呆板人、无人机等智能装备调集运用,帮忙人们轻松从事各类事情以及出产。

据中国科学院上海微体系与信息技能研究所研究员陶虎先容,今朝海内缺少原创性脑机接口焦点技能,于带宽、精度、于体不变性方面均有有余,亟须整合多学科常识与多范畴资源,集中气力解决“高带宽双向读写、海量神经旌旗灯号及时处置惩罚以及数据传输、无创/微创植入、持久于体”等要害技能问题,实现“人脑以及呆板脑深度交融”的新一代人机交互。

脑机接口掉语患者神经科学

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