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脑机接口也无线!BrainGate开拓出无线发射器代替传统BCI电缆

导读:相信各人都发明身边的许多电子产物都 无线 了,好比无线鼠标、无线耳机、无线投影等等。好像所有的电子设备都在朝着 无线化 的偏向成长,虽然,作为世界最前沿的 脑机接口 也不破例。 连年来,脑机接口(Brain Computer Interface,简称 BCI)技能的热度一直…

相信各人都发明身边的许多电子产物都 “无线” 了,好比无线鼠标、无线耳机、无线投影等等。好像所有的电子设备都在朝着 “无线化” 的偏向成长,虽然,作为世界最前沿的 “脑机接口” 也不破例。

连年来,脑机接口(Brain Computer Interface,简称 BCI)技能的热度一直居高不下,这项技能带来了打破性的厘革,让 “意念节制” 酿成现实 利用者只需要在脑海中想一下,就可以操控计较机完成所想的任务,好比在电脑屏幕上打字,可能是操控机器臂完成各类行动。

图 | 脑机接口(来历:Pixabay)

然而一直以来,脑机接口所回收的根基都是有线的形式,即需要用许大都据电缆将大脑中的传感器阵列毗连到计较机上,计较机吸收信号进而驱动外部设备实现各类操纵。

克日,BrainGate 公司展示了全新的 “无线脑机接口”(BWD)系统,它由两部门组成,一部门是位于大脑皮质内的电极阵列,另一部门是位于体外的无线发射器。无线发射器牢靠在利用者的头部,与大脑举动皮层内的电极阵列相连。个中,无线发射器是一个 5cm 大孝43g 重的小型装置,取代了传统脑机接口用于传输来自大脑内部传感器信号的电缆。

脑机接口也无线!BrainGate开拓出无线发射器代替传统BCI电缆

图 | 试验者正在利用无线脑机接口系统(来历:Braingate.org)

摒弃繁冗的有线电缆,无线脑机接口表态

这套 “无线脑机接口” 系统有两大特点,首先,没有了传统脑机接口繁冗的电缆束缚;其次,可以或许以 “全宽带保真度” 和 “单神经元判别率” 来传输大脑信号。换言之,它可以或许实现高带宽、高精度的无线信号传输。

BrainGate 的研究人员在IEEE Transactions on Biomedical Engineering颁发的研究功效显示,两名瘫痪试验者利用 BWD 在一台平板电脑长举办点击操纵和码字,他们的点击的精度和码字的速度很是靠近,这表白这套无线脑机接口系统的传输信号保真度与有线系统险些沟通。

“我们已经通过试验证明,在成果上,我们开拓的这套无线系统与有线系统很是靠近了。” 布朗大学工程助理传授、BrainGate 研究同盟成员 John Simeral 说道。“两者的信号记录和传输保真度很是相似,这意味着有线设备的那套解码算法也可觉得我们所用。而我们这套设备的优势在于,利用者不会在被电缆束缚,这可以说是开创了全新的利用体验。”

在此之前曾有媒体报道称并不看好无线脑机接口设备,因为其带宽较低、实际表示和体验不佳等。对此,BrainGate 的研究人员暗示,他们开拓的这套无线脑机接口包括一个完全侵入式的皮质内系统,这是首款可以或许传输皮质内传感器记录的全频谱信号的设备。这种高宽带无线信号使得基本人类神经科学以及临床研究成为大概,而有线的脑机接口想实现这一点很难。这项(无线脑机接口)研究,在将来脑机接口成长的阶梯上迈出了至关重要的一步。

研究人员还指出,“相较于传统脑机接口的测试情况是在尝试室中举办的,我们的试验完全可以在家中举办。” 上述两位由于脊髓损伤而瘫痪的试验者别离为 35 岁和 63 岁,在没有任何电缆束缚的环境下,他们可以全天候(持续 24 小时)利用无线脑机接口设备。显然,这给研究人员提供了更长、更多的试验数据基本,包罗试验者在休息时的大脑信号数据。

布朗大学的工程学传授、布朗大学卡尼脑科学研究所的研究员、BrainGate 临床试验的认真人 Leigh Hochberg 说:“有了这套无线脑机接口系统,我们可以或许以一种以前险些不行能的方法 在家里、长时间地调查试验者大脑的勾当。好比相识神经信号如何随时间演化。这将对我们设计和优化解码算法带来很是大的辅佐,为瘫痪患者提供无缝、直观、靠得住的通信和移动规复。”

功耗低、待机长,将来无线脑机接口设备有望代替有线

这套被称为 BWD 的无线脑机接口系统是由布朗在布朗工程学院传授 Arto Nurmikko 尝试室首次开拓的,可以或许在极小的功耗下传输高保真信号。试验数据表白,两个设备同时开启从 200 个电极上以每秒 48 兆位的速度记录神经信号,续航时间高出 36 小时。

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