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神经工程学

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Braingate:Untrangling脑电脑界面

27 Apr 2021 艾米丽萨特比 
炸药患者
Braingate试验中的患者使用棕色无线设备,用于将来自地形传感器的数据发送到外部解码系统。 (信用:Braingate.org)

心灵阅读长期以来一直被降级到科幻小说领域。但是,随着电极的力量,研究人员能够检测和监测神经系统信号,以深入了解大脑的活动。

该技术最激动人心的应用之一是脑 - 计算机接口(BCI)。 BCI旨在数字化思维模式 - 例如移动的意图 - 可以帮助个体失去运动功能,包括严重神经疾病或脊髓损伤的患者。将BCIS应用于控制辅助技术可以修复认知感官功能,即使是那些留下“锁定”的人,也可以为他们提供沟通,与周围的世界进行沟通和互动。

有线与无线bcis

抑制在实验室环境之外使用BCI的主要障碍之一是将从大脑收集到计算机的大量数据所需的繁琐的电线系统。

进入 荆棘,涉及跨学科研究团队 布朗大学, 马萨诸塞州综合医院, 斯坦福大学, 案例西部储备大学普罗维登斯VA Medical Center。专注于实际应用和可靠性,该团队旨在制定辅助BCI技术,以恢复具有受损运动能力受损的个人的独立性和沟通。

该团队最近的工作,发表在 生物医学工程的IEEE交易详细详述了一个名为棕色无线设备(BWD)的新无线BCI的临床试验。两位研究参与者,63岁和35岁,受到脊髓损伤引起的四叶症(所有四肢瘫痪)。

BWD通过用于带有有线BCI系统的研究的相同端口连接到两个96通道硅微电极阵列。内部植入电极从额叶的一部分检测神经活动 - 具体地,负责电动机控制的脑区域。然后将信号放大并滤波以识别患者何时思考移动肢体,这可以用于触发动作。在此试验中,参与者在平板电脑上移动了一个光标,键入并浏览应用程序。

以前的无线BCI无法匹配其有线同行的保真度,这是由Braingate的高带宽传输协议克服的限制。患者在使用有线BCI时,达到了可比的点击精度和键入BWD的速度。

通过最大限度地减少功耗,BWD电池持续高达36小时,使参与者的大脑活动能够连续地在自己的家中记录在他们自己的家中。

“With this system, we’能够在家里看大脑活动,以便在几乎不可能以前的方式。这将有助于我们设计解码算法,这些算法为瘫痪的人提供无缝,直观,可靠的沟通和移动性,” says Leigh Hochberg.,Braingate临床试验的领导者,在一个 最近的新闻稿.

研究人员开发了一个完全植入的BWD和 在灵长类动物中验证了它。他们目前正在为人类临床试验之前准备用于监管批准的装置。

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