脑机接口新突破!Cell:瘫痪男子用“意念”操控机械臂,持续七个月无障碍! |
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来源:100医药网 2025-03-13 10:13
这项研究的参与者是一名几年前因中风而瘫痪的男子,他无法说话或移动。研究团队在他的大脑表面植入了微型传感器,用于检测他想象移动时的大脑活动。想象一下,仅仅通过 想 就能控制机械臂完成抓取、移动和放下物体的动作 这听起来像是科幻电影中的情节,但如今,加州大学旧金山分校的科学家们已经将这一梦想变成了现实。
在一项发表于《Cell》杂志的研究中,研究人员通过一种称为脑机接口(brain-computer interface, BCI)的设备,成功帮助一名瘫痪男子实现了对机械臂的精准控制,而且这种设备在不需要频繁调整的情况下,稳定工作了创纪录的七个月!
脑机接口的 进化
脑机接口并不是一个全新的概念,但以往的设备通常只能工作一两天,随后就需要重新校准。这项新研究的突破在于,它结合了一种人工智能(AI)模型,能够适应大脑活动的微小变化,从而长期稳定地工作。
研究的主要作者、加州大学旧金山分校神经学教授Karunesh Ganguly博士解释道: 人类和人工智能之间的学习融合是脑机接口的下一个阶段。这是我们实现复杂、逼真功能的关键。
从 想象 到 行动
这项研究的参与者是一名几年前因中风而瘫痪的男子,他无法说话或移动。研究团队在他的大脑表面植入了微型传感器,用于检测他想象移动时的大脑活动。尽管他无法真正移动身体,但当他想象自己在做动作时,大脑仍然会产生相应的信号。
Ganguly团队发现,尽管大脑中表示特定动作的模式形状保持不变,但它们的位置每天会略有变化。通过让人工智能模型学习这些变化,研究人员成功让设备在几个月内稳定运行,而不需要频繁调整。
从虚拟到现实的 训练
为了让参与者更好地控制机械臂,研究人员首先让他在虚拟环境中练习。通过虚拟机器人手臂的反馈,他逐渐掌握了如何通过 意念 精准控制动作。随后,他将这种技能转移到了真实的机器人手臂上。
经过一段时间的练习,这名参与者不仅能够用机械臂捡起积木、转动并移动它们,还能完成更复杂的任务,比如打开橱柜、取出杯子并将其举到饮水机前。几个月后,他仍然能够在短短15分钟的 调整 后,继续控制机械臂。
未来的希望
Ganguly团队目前正在改进人工智能模型,以使机械臂的动作更快、更流畅。他们还计划在家庭环境中测试这种脑机接口设备。对于瘫痪患者来说,能够独立完成诸如喝水或进食等基本生活任务,将极大地改善他们的生活质量。
Ganguly博士表示: 这项研究表明,脑机接口技术已经迈出了重要的一步。我们相信,未来这种技术将帮助更多瘫痪患者重获独立生活的能力。 ( 100yiyao.com)
参考资料:
Nikhilesh Natraj et al. , Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.001.
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