來自霍華德·休斯醫學研究所 (Howard Hughes Medical Institute) 的研究人員首次成功地讓大腦機器介面能夠將使用者的心智手寫轉換成文字。這個團隊解讀了與手寫字母相關的大腦活動,達成了這一成果。
參與者是一位有癱瘓的個體,他的腦部植入了感應器,團隊依賴一種算法來識別他試圖寫出的字母。這個系統能夠分析這些活動,並即時在螢幕上顯示文字。
根據斯坦福大學 (Stanford University) 的霍華德·休斯醫學研究所研究員克里希納·申諾伊 (Krishna Shenoy) 的說法,這項發展可以讓癱瘓的人不需要手就能快速打字。申諾伊與斯坦福神經外科醫生賈米·亨德森 (Jaimie Henderson) 一起參與這項研究。
這項研究於5月12日發表在《自然》期刊 (Nature) 上。
參與者能以每分鐘90個字母的速度打字,這是之前使用大腦機器介面的記錄的兩倍多。
加州大學伯克利分校 (University of California, Berkeley) 的神經工程師何塞·卡門納 (Jose Carmena) 表示,這是該領域的一大進展,可以幫助許多不同類型的殘障人士。大腦電腦介面能夠將思想轉換為行動。
“這篇論文就是一個完美的例子:介面解碼了寫作的思想並產生了行動。”
受傷與神經活動
即使一個人因受傷或疾病而無法行走、抓握或說話,大腦中與這些行為相關的神經活動仍然存在。因此,研究人員可以利用這些活動來創建有益於這些個體的系統。
申諾伊的團隊已經研究了與語音相關的神經活動多年,並開發出一種方法,讓參與者植入感應器,利用他們的思想在螢幕上移動光標。
然而,至今尚未有真正的努力去實現手寫的解碼。
“我們希望找到新的方法讓人們更快地溝通,”該團隊的神經科學家法蘭克·威萊特 (Frank Willett) 說。
大腦電腦介面與植入感應器
該團隊與一位65歲的參與者合作,這位參與者參加了BrainGate2臨床試驗。BrainGate2正在測試將數據直接從大腦傳送到電腦的設備的安全性。
亨德森在負責控制手和手臂的大腦區域植入了兩個微小的感應器。這使得這位個體能夠通過試圖移動自己癱瘓的手臂來控制機器手臂或光標。
當參與者想像寫字時,感應器捕捉到了來自單個神經元的信號,而機器學習算法則識別出每個字母產生的腦部模式。這個系統讓這位男性能夠幾乎和同齡人在智能手機上打字一樣快速地複製句子和回答問題。
根據威萊特的說法,這個大腦電腦介面運作快速,因為每個字母都引發了高度獨特的活動模式,算法能夠輕易區分。
團隊現在將注意力轉向一位無法說話的參與者,研究人員相信這個新系統可以大大幫助因各種情況而癱瘓的個體。
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