脑机接口助瘫痪患者操控虚拟飞行器

《自然·医学》杂志21日发表的一项研究报告称，一种手术植入的脑机接口系统能通过精准侦测和解码瘫痪患者的神经元活动，转为“手指动作”，使其可在电子游戏中自如驾驶虚拟四轴飞行器。

在美国有超过500万人患有严重运动障碍。虽然患者的许多基本需求能得到满足，但他们的社交和休闲需求仍有待满足，例如玩电子游戏。脑机接口系统被认为是恢复运动的一个潜在解决方案，但目前这一技术难以处理复杂动作，例如单个手指运动，而这可帮助他们进行打字、玩乐器或使用游戏手柄等活动。

美国密歇根大学研究团队开发了一个脑机接口系统，能持续记录大脑多个神经元的电活动模式来转译复杂运动。该系统被植入一位上下肢瘫痪患者的左侧大脑中央前回。在患者观察一只虚拟手进行多种动作时，记录下其神经活动，然后团队成员利用机器学习算法，识别与特定手指动作有关的信号。

利用这些信号，该系统可以准确预测手指运动，让患者能控制3组差异很大的手指组合，包括虚拟手掌的二维拇指运动。该系统实现了前所未有的运动精准度和自由度。

团队随后将这种手指控制的应用扩展到一个电子游戏里。通过对脑机接口解码的手指动作进行编程，控制一个虚拟四轴飞行器的速度和方向，让瘫痪患者可在电子游戏里驾驶该装置越过多种障碍赛道。

科技不仅能满足人的基本需求，还可以满足更为高级的娱乐需求。此次，美国的研究团队开发了一个脑机接口系统，能让有运动障碍的患者玩电子游戏，驾驶虚拟飞行器在游戏世界穿梭。其实，四肢健全的人要玩好电子游戏都有一定难度，因为它需要手眼脑的高度配合。而让上下肢瘫痪患者用脑子玩转电子游戏，更需要对大脑信号的快速捕捉和精准转译。为了让身体受损患者享受游戏带来的乐趣，科研人员正在进一步升级脑机接口技术，也带来了更多变革。