脑机接口能做什么?科学家们带上电极帽,可以在实验室中用意念控制无人机飞行;在大脑皮层中植入电极,瘫痪病人能够用意念打字或者驱动轮椅。

无论是侵入式还是非侵入式的脑机接口,都试图在人类大脑与外部机器之间建立连接。

在2014年巴西世界杯的开幕式上,身患截瘫的28岁的巴西青年朱利亚诺· 平托身着一套“外骨骼机器衣”来到场边,通过脑机接口技术踢出了当年世界杯的第一球。

不过在当时,他能在世界杯开幕式上完成开球仪式,背后可是由150多名来自全世界各国的专家组成的团队共同研究,才能有这激动人心的一幕。

许多因外伤或其他原因而致截瘫的人下肢不能行走的原因,是因为支配下肢运动神经元的信号无法通过大脑传递到腿部。

这位截瘫青年身着的机械战甲,通过脑电波控制,大脑发出的行动信号会无线传输到背包内一台笔记本大小的计算机装置中。

计算机将把大脑电信号转换成数字化的行动指令,让外骨骼首先稳住球员身体,然后引导机械腿在草坪上前后运动。

当球员发现脚和足球接近时,想象着用脚去踢它,300 毫秒之后,脑信号就会命令外骨骼上的机械脚以巴西式的踢法,将球勾起然后向上抛出。

大脑意念控制外骨骼机器衣和假肢的第一步,是要把电极植入瘫痪者的大脑中以收集大脑的电信号。

指挥人行动的大脑运动皮质位于大脑额叶,它发出的指令通常会传递到脊髓,从而控制和协调肌肉活动,健全人就是靠这一指令和程序完成动作的。

不过收集到有效的大脑电信号(意念)是不足以让瘫痪者行动和踢球,科学家们还需要把这些神经信号转化为数字信号,以指挥假肢行动。

然后由一种无线记录仪,来完成传输大脑指令的任务,这些记录仪连同神经芯片和微电极,一起植入瘫痪者的大脑。只有这样才能控制机械假肢,包括各个活动部位、关节以及调整机械假肢位置的各种硬件装置。

穿着外骨骼机器衣的平托,为巴西世界杯象征性地开出的第一球,就是在如此复杂的数字指令的驱动下而完成的。

不过像这种侵入式的脑机接口,基本上用来辅助治疗疾病,对普通大众而言还是很遥远的,无论是身体还是伦理上。而且在普通大众身上,侵入式的技术是很难推广的,不管电极多细。非侵入式的脑机接口技术会有更大应用前景。

相信在20年后,脑控的假肢、脑控的轮椅、脑控的机械手都可能已经走进残疾或瘫痪病人的生活。利用这些脑机接口设备,他们不依赖他人就可以自由行动、自己吃东西、自己控制房间中的电器等等。

现在,这一类设备的原型机已经在实验室中出现,但要把这些技术变得更加可靠、更加稳定,能够真正运用到实际生活中,还需要一段时间。

当然,我们不可能用脑机接口去做所有的事情,正常人可以用脑控设备提高生活质量。

作者 admin

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