圖片來源: 

UCSF Weill Institute for Neurosciences

加州大學舊金山分校(UCSF)威爾神經科學研究所(Weill Institute for Neurosciences),在本周揭露了基於皮質腦電圖(ECoG)陣列的腦機介面(BCI),宣稱它能夠長期且穩定地紀錄腦部神經活動,無需每天重置,堪稱是全球首個隨插即用的腦機裝置,可用來操縱滑鼠指標。

ECoG陣列為一電極墊,約是便條紙大小,透過手術植入腦部的表面,以作為人腦與機器之間的介面,至於過去的BCI則大多使用由尖銳電極組成的枕形陣列,藉由穿透腦組織來紀錄訊號。

研究人員說明,枕形電極較為敏銳,但會隨著時間移動而改變每個電極所接收的訊號,此外,由於這些電極會穿透腦組織,造成免疫系統的排斥並削弱其訊號;而ECoG陣列儘管較不敏銳,但具備長期的穩定性,得以彌補其不足。

以枕形電極作為BCI時,使用者每次都必須重新學習,例如藉由想像脖子與手腕的移動,同時看著螢幕上滑鼠指標的變化來進行訓練;但若使用ECoG陣列,再輔以研究人員嵌入的機器學習演算法,該陣列將能記憶並改善這些學習成果,而且就算在學習幾周後執行重置,它依舊能很快地拾回之前的技能。

該報告的作者 Karunesh Ganguly表示,他們調整演算法的更新速度,讓它與腦部相當,大約是每10秒一次,那麼還能進一步改善學習效果,如同替人腦與電腦建立了合作關係,最終讓人工介面成為使用者的延伸。

ECoG陣列已被植入一位四肢癱瘓的病患腦部,最初是讓該病患可用來控制義肢,現在則讓病患用來控制螢幕上滑鼠指標的移動,實驗顯示,即使有44天缺乏訓練,病患控制滑鼠指標的能力並未下滑,也使得研究人員可加入其它的功能,像是點選螢幕上的按鍵。

Ganguly認為,若要實際改善癱瘓人士的日常生活,基於ECoG的腦機介面可望成為相關技術的基礎。


Advertisement

更多 iThome相關內容