瘫痪患者利用意念驾驶虚拟四轴飞行器

目前有多个脑机接口 (BCI) 项目正在进行中，但 BrainGate 是首批旨在帮助神经退行性疾病和脊髓损伤患者恢复运动能力的项目之一。研究人员花了数年时间进行该设备的临床试验，但他们最近的突破并不专注于身体上的成就。相反，最新的成果可以为残障人士铺平道路，使他们能够更轻松地使用复杂的计算机软件、与亲人交流、远程工作，甚至创作音乐。

根据 BrainGate 工程师于 1 月 20 日在《自然医学》杂志上发表的一项研究，一名四肢瘫痪的志愿者现在可以使用通过手术植入的 BrainGate BCI 设备对虚拟物体进行前所未有的控制。为了展示这种能力，患者只需想象移动一只手上的手指，就可以引导虚拟旋翼机穿过数字障碍赛道中的铁环。

这项研究的第一作者、密歇根大学神经外科和生物医学工程助理教授马修·威尔西 (Matthew Willsey) 在附带的声明中表示：“这比以前基于手指运动的任何技术的功能程度都要高。”

非侵入式 BCI 技术已经存在，可帮助身体受限的用户操作计算机软件和视频游戏，通常依靠脑电图 (EEG) 信号。然而，Willsey 和他的同事指出，这些方法需要分析运动皮层以外的更大大脑区域。正因为如此，工程师们认为将超薄电极布线放置在更靠近实际神经元的位置可以恢复更精确的运动控制。

Willsey 说：“当参与者试图移动手指时，运动皮层就会产生信号，[BrainGate2] 会利用人工神经网络来解释在模拟中控制虚拟手指的意图。”

更新后的 BrainGate BCI 系统通过分析用户的手的三个部分来工作——拇指、食指和中指、无名指和小指。每个部分也由其水平和垂直运动定义。要引导虚拟四轴飞行器通过其数字障碍赛道，BCI 用户只需考虑根据需要移动这些手部，即可让飞行器飞过浮动环。

这名志愿者多年前脊髓受伤后无法移动四肢，自 2016 年以来一直与威尔西的团队合作。但与之前的一些试验不同，这次试验是专门根据他们的兴趣量身定制的。