帮助大脑患病患者生活的脑机接口解决方案

脑机接口社区 2023-02-08

日益先进的科学技术提供了多种改善人类物理限制的解决方案，比如我们现在已经拥有的技术可以帮助人类克服由严重疾病带来的影响，例如由肌萎缩侧索硬化症(ALS)、脊髓损伤(SCI) 和中风等脑部疾病引起的瘫痪。为了帮助人类应对这些不同的疾病，脑机接口应运而生。

万隆技术研究所和社区服务研究所 (LPPM ITB) 举办了系列研讨会，其主题为“脑机接口：用心智控制设备”。本次活动中，来自万隆理工学院的Nur Ahmadi 博士分享了他的理解。

脑机接口 (BMI) 是一种可以将神经信息转换为能够控制外部软件或硬件（例如计算机或机械臂）的命令的设备。BMI 通常被用作运动或感觉障碍个体的生命支持工具。

“BMI 技术可以使用植入大脑的非常小的传感器检测神经元活动。然后这个传感器将检测到超过某个阈值的尖峰或大脑信号，”Nur 说。BMI 技术使用最广泛的输入信号是单信号活动(SUA) 信号。

“然而，SUA 也有各种弱点，包括 SUA 的长期不稳定性会降低 BMI 技术的性能和准确性。不仅如此，SUA 的处理过程非常复杂。为了分析一个命令，研究人员必须至少对 150个单个神经元活动进行分类，这最终导致了过程冗长和功耗过大。”Nur 解释说。

为了克服 SUA 的弱点，Nur 和人工智能中心 STEI ITB 的研究人员创建了一个新的方案：采用一个完整的尖峰活动(ESA) 作为一种更简单、更稳定的替代信号。

“为了证明整个脉冲活动(ESA) 与单信号活动(SUA) 相比的有效性和可信度，我们对猴子受试者进行了一项实验。猴子被引导跟随计算机上光标的移动。然后，同时处理传感器记录手指运动得到的信号和来自猴子大脑的信号，借此获得 ESA 和 SUA 信号，从而预测光标如何移动。”他解释说。

最后他总结说，经过 10 多个月的研究，实验结果表明，ESA 信号比 SUA 信号产生的光标移动预测更准确、更稳定。

整个脉冲活动(ESA) 和脑机接口技术相关性的体现在于，它允许使用由每个用户的大脑直接控制的键盘通过聊天应用程序进行人与人之间的交流。此外，这项技术还可以让用户更轻松地控制手部机器人来帮助他们提供饮料。“这项 BMI 技术可以帮助肌萎缩侧索硬化症(ALS)、脊髓损伤(SCI) 和中风患者生活得更加轻松。总之，这种 BMI 技术可以成为脑部疾病患者的希望和解决方案，”Nur 总结道。

来源：

https://www.itb.ac.id/berita/detail/58897/brain-machine-interfaces-harapan-dan-solusi-untuk-membantu-kehidupan-para-penderita-penyakit-otak

来源：中国信息通信研究院知识产权中心

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