一天中的想法如何能够无线地控制电子假肢

发布时间: 2020-08-17 22:21:56 来源:

斯坦福大学的研究人员多年来一直在努力开发一种技术,该技术有一天可以帮助瘫痪患者重新使用肢体,并使截肢者能够利用其思想控制假肢并与计算机互动。

该团队一直致力于改善脑机接口,这是一种植入患者大脑表面颅骨下方的设备。这种植入物将人的神经系统连接到电子设备,例如,该设备可以帮助恢复对患有脊髓损伤的人或患有诸如肌萎缩性侧索硬化症(也称为Lou Gehrig病)等神经系统疾病的人的某些运动控制。

这些设备的当前一代记录了大量的神经活动,然后将这些大脑信号通过电线传输到计算机。但是,当研究人员试图创建无线脑机接口来执行此操作时,它花费了太多的功率来传输数据,以至于设备将产生过多的热量,对患者来说是安全的。

现在,由电气工程师和神经科学家Krishna Shenoy博士和Boris Murmann博士以及神经外科医生和神经科学家Jaimie Henderson博士领导的团队展示了如何创建一种能够收集和传输准确神经的无线设备。信号,但使用当前有线系统所需功率的十分之一。这些无线设备看起来比有线模型更自然,并为患者提供了更自由的运动范围。

研究生Nir Even-Chen和博士后研究员Dante Muratore博士在《自然生物医学工程》论文中描述了该团队的研究方法。

该小组的神经科学家确定了控制假肢设备(例如机械臂或计算机光标)所需的特定神经信号。然后,该团队的电气工程师设计了电路,该电路将使未来的无线脑机接口能够处理和传输这些经过仔细识别和隔离的信号,而所需的功率却更少,因此可以安全地将设备植入大脑表面。

为了检验他们的想法,研究人员从(BrainGate)临床试验中的三个非人类灵长类动物和一个人类参与者收集了神经元数据。

当受试者执行运动任务时,例如将光标放在计算机屏幕上,研究人员进行了测量。这些发现证实了他们的假设,即无线接口可以通过记录特定于动作的脑信号的子集来精确控制个人的运动,而不是像有线设备那样工作并大量收集脑信号。

下一步将是基于这种新方法构建植入物,并通过一系列测试以实现最终目标。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如有侵权行为,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。
Top