科幻電影中,幾根電極植入腦中就能讓人進(jìn)入計算機(jī)世界,用意念就能把想法變成現(xiàn)實。如今,科幻走進(jìn)現(xiàn)實。
在屏幕提示下,76歲的志愿者張大伯想象著所要書寫的文字,并通過意念控制外部機(jī)械臂,用時20秒在白板上描繪出“浙江大學(xué)腦機(jī)接口”8個字。
近日,植入腦機(jī)接口電極的中國第一人張大伯實現(xiàn)用意念寫字。據(jù)介紹,4年前,他已實現(xiàn)用意念控制機(jī)械臂喝水、握手和打麻將。
張大伯是如何完成漢字書寫的?浙大二院神經(jīng)外科副主任、功能神經(jīng)外科組組長朱君明表示,張大伯只需想象正常的書寫過程,這個書寫過程可以被運動區(qū)的神經(jīng)元活動反映出來,研究團(tuán)隊通過對運動區(qū)神經(jīng)信號的解析,可以獲得張大伯所想象的書寫軌跡,并控制機(jī)械臂進(jìn)行書寫。
浙江大學(xué)腦機(jī)調(diào)控臨床轉(zhuǎn)化研究中心神經(jīng)疾病分中心主任、浙大二院神經(jīng)外科張建民教授介紹,實現(xiàn)用意念寫字,最難的是準(zhǔn)確解碼漢字的特殊筆畫和空間結(jié)構(gòu)。為此,團(tuán)隊把一些常見漢字的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解,從提取與書寫偏旁部首有關(guān)的神經(jīng)特異性表征入手,逐漸找到漢字解碼的規(guī)律。
5年前,因一場車禍,張大伯頸椎以下截癱,但大腦功能尚健全,意識清楚。一次偶然的機(jī)會,他了解到浙江大學(xué)在利用植入式腦機(jī)接口技術(shù)重建運動功能的試驗有了突破性進(jìn)展。抱著一絲希望,2019年8月,張大伯在浙大二院接受手術(shù),將陣列電極植入到控制右側(cè)上肢運動的運動神經(jīng)皮層。術(shù)后,他開啟用意念指揮機(jī)械手臂來實現(xiàn)高科技生活。
專家介紹,腦機(jī)接口是指建立人腦與外部設(shè)備進(jìn)行信息傳輸?shù)耐罚梢詫崿F(xiàn)人類意識的實時傳輸,利用機(jī)器學(xué)習(xí)的能力,將腦電波信號與其對應(yīng)的動作反應(yīng)建立映射關(guān)系,讓人類意識在機(jī)器上得以翻譯。經(jīng)過科學(xué)界40多年的持續(xù)探索,如今科幻照進(jìn)現(xiàn)實。目前,這一技術(shù)在神經(jīng)疾病的病情診斷、系統(tǒng)監(jiān)測和輔助治療等方面已初露鋒芒。
“看著老張每天和我們一起進(jìn)步,完成一個個小目標(biāo),尤其感到欣慰!睆埥裾f,從目前的情況來看,這項技術(shù)投入臨床應(yīng)用還需要一段較長的時間,接下去,團(tuán)隊會繼續(xù)進(jìn)行探索和臨床嘗試。
腦控漢字書寫的研究突破,對于外傷或中風(fēng)后的癱瘓病人,尤其是漸凍癥患者的意義在于,通過腦電信號提取,控制外部機(jī)械設(shè)備書寫文字,可以滿足其與外界溝通的需求。
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