意念控制动作
究竟如何实现?
专家介绍,在杨先生头部植入的仅有硬币大小的装置集成了脑机接口处理器、无线通信和供电接口以及用来采集脑电波的电极。植入位置位于颅骨外侧,只有电极进入颅骨内,贴在硬脑膜外。此外,这套系统还包括信息采集供电模块、脑电波解码翻译模块,以及气动手套外骨骼等。
病人体内外分别有一个线圈,外面的线圈既能够隔着皮肤供应电,也能够把病人大脑里的脑信号传输出来,实现了无线的供电和无线的通信,再用采集到的信号来指挥气动手套外骨骼。
专家介绍,脑机接口分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类:
非侵入式脑机接口通过头皮采集脑电波,安全性最高,但信号质量低,功能有限;
侵入式直接将电极植入大脑皮层,可获得最高质量的神经信号,但对患者来说创伤大、风险高;
清华大学开发的无线微创脑机接口为半侵入式,将电极植入患者大脑硬膜外,不破坏神经组织,可获得较高信号强度和分辨率,同时降低了免疫反应和损伤神经细胞的风险。
脑机接口应用前景广泛
或可用于治疗癫痫、认知障碍等
当前世界主要国家都将未来视为“脑科学时代”,我国也在2017年启动了中国“脑计划”,其中脑机接口是重要组成部分。
中国科学院院士、中国科学院脑智卓越中心学术主任蒲慕明介绍,目前脑机接口的应用主要是在医学领域,全球科学家开展的脑机接口临床试验,多数是针对高位截瘫患者的功能恢复。
在此次临床试验中,除了读取大脑运动皮层信息之外,联合团队还专门设计了对大脑感觉信息的记录通道。“不仅运动皮层有记录,它还有一个感觉区皮层的记录,可记录反馈信息。”
当大脑能够接收到发出动作的反馈信息后,动作思维就形成了一个完整的信息回路,将大大提升脑机接口在神经医学领域应用的效果。蒲慕明介绍:“比如说癫痫治疗,在有效果之后就可以停止刺激,是闭环的系统。”
接下来,团队的目标是通过迭代开发打造一个通用的微创脑机接口平台,用于癫痫、认知障碍等更多脑疾病的康复。