脑电脑界面通过解码与手写相关的大脑信号来创建文本
![As part of the BrainGate clinical trial, researchers are using tiny electrode arrays to record signals from the motor cortex of the brain. Those signals can then be used to control robotic prostheses, computers or other devices. The hope is that such a system may one help restore communication and movement in people with paralysis due to injury or illness.Most recently, a clinical trial participant used the device to write text on a computer just by thinking about the movements involved in handwriting. Credit: BrainGate.org 脑电脑界面通过解码与手写相关的大脑信号来创建文本](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/brain-computer-interfa-1.jpg)
具有Braingate合作的研究人员使用植入传感器来记录与手写相关的大脑信号,并使用这些信号实时在计算机上创建文本。
在期刊发布的一项研究中自然,宫颈脊髓损伤的临床试验参与者使用该系统以每分钟90个字符的速度在计算机上“键入”单词,以上以键入脑电器界面键入之前的记录。这是由参与者仅思考创建书面信件的手动运动。
该研究团队希望这样一个系统有一天可以帮助恢复人们通过受伤或疾病造成的瘫痪的瘫痪的能力。
新的研究是Braingate临床试验的一部分,由Leigh Hochberg博士指导。Hochberg是一名关键护理神经科医生和布朗大学工程学院教授和康尼大脑科学研究所。斯坦福大学的研究科学家和霍华德休斯医学院(HHMI)的研究科学家弗兰克威廉省,由Krishna Shenoy,Stanford教授和Hhmi调查员的监督,以及斯坦福大教堂神经外科教授Jaimie Henderson博士。
“我们的Braingate Consortium Research的一个重要使命是为具有严重言论或运动损伤的人恢复快速,直观的沟通,”Hochberg表示,他也将神经技术和神经调用中心指导Massachusetts综合医院和Va RR&D中心的神经监督中心VETERANS事务普罗德斯医疗保健系统部的神经技术。“弗兰克的展示了快速,准确的手写的神经解码标志着临床上有用的神经技术的发展中的一个令人兴奋的新篇章。”
Braingate合作一直在为通过直接脑控制而能够产生文本的系统工作了几年。以前的化身涉及考虑参与者思考参与指向和单击虚拟键盘上的字母的动作。该系统使一个参与者能够每分钟键入40个字符,这是先前的记录速度。
对于这项最新的学习,团队想知道是否要求参与者考虑在手工中写信和单词所涉及的动作会更快。
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“我们想找到让人们更快地沟通的新方法,”Willett说。“这款新系统使用了富含性电极记录的丰富神经活动和语言模型的力量,当应用于神经解码的字母时,可以创建快速准确的文本。”
审判参与者,一个65岁(在研究时)人,从颈线损伤从颈部瘫痪。作为临床试验的一部分,亨德森将两种微小的电极放置在他的大脑中婴儿阿司匹林的大小,与他的右臂和手的运动相关联。使用信号当男人想象的写作时,传感器从单个神经元拾取,机器学习算法认识到他的大脑产生的模式。通过这个系统,该男子可以将句子复制并以类似于智能手机上键入的同一年龄的人的速度进行回答问题。
Willett说,系统每个字母都引发了一个高度独特的活动模式,使得算法相对容易地区分一个算法。
新的研究是Braingate Collaborations在Brain-Computer界面(BCIS)中的一系列进步的最新研究,其中包括棕色大学,马萨诸塞州哈佛大学医学院,普罗维登斯VA医疗中心,斯坦福大学和案例西部储备大学。
2012年,该团队发表了临床试验参与者的地标研究,首次使用BCI操作多维机器人假肢。这项工作之后是对系统的稳定的改进流,以及使人们能够直接控制平板电脑的新临床突破,甚至可以移动自己的瘫痪的四肢。最近,该团队展示了可以在全带宽中传输神经数据的无线天性数据的第一次人类使用。
Hochberg表示,他感谢临床试验参与者,以使这些突破和未来可能的参与者。
“加入烧烤审判的人令人惊叹,”Hochberg说。“这是他们的开拓精神,不仅可以让我们进入人类脑功能的新见解,但这导致创建将有助于瘫痪的其他人的系统。”
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