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電極片最新技術(shù)運用-植入人體大腦實現(xiàn)“腦控”
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作者:medical-100
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發(fā)布時間: 3679天前
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電極片這回要逆天了，最近的技術(shù)發(fā)現(xiàn)電極片居然可以運用到人腦中去，日前科學(xué)家宣稱，將特殊的電極片植入人體大腦或放置在頭皮上，人們便可以通過意識控制計算機屏幕上的鼠標(biāo)指針。早期的研究實驗暗示著這項最新研究要比之前研究人員所建立的大腦-計算機交互技術(shù)(BCIs)更加成熟完善。
電極片這回要逆天了，最近的技術(shù)發(fā)現(xiàn)電極片居然可以運用到人腦中去，日前科學(xué)家宣稱，將特殊的電極片植入人體大腦或放置在頭皮上，人們便可以通過意識控制計算機屏幕上的鼠標(biāo)指針。早期的研究實驗暗示著這項最新研究要比之前研究人員所建立的大腦-計算機交互技術(shù)(BCIs)更加成熟完善。
這項技術(shù)包括兩種手段：將電極積植入大腦中或者將電極貼附放置在頭皮上。通過該技術(shù)人類的意識思維能夠?qū)崿F(xiàn)控制機械手臂、駕駛輪椅、打出文字消息以及在虛擬世界中行走等。美國紐約衛(wèi)生部沃茲渥斯中心神經(jīng)科學(xué)家歐文?夏克稱，未來有一天，大腦-計算機交互技術(shù)(BCIs)能夠完全改變癱瘓或神經(jīng)失常人群的生活，使他們有能力行走或語言交流。但是，他還強調(diào)指出，目前這種方法仍有未解決的問題，這兩種方法建立的電極還存在著本質(zhì)性難以克服的困難。
放置在頭皮上的電極僅能探測到途經(jīng)頭部的電波，所形成的微弱信號很容易受到主電流和其他來源的干擾影響。將電極植入大腦這一方法能夠形成清晰的信號強度，但是該方法并不能讓人體完全授受。夏克解釋說，“當(dāng)電極植入大腦組織，人體大腦本能性地試圖擺脫這些電極片，隨著使用時間的增長，這種植入大腦的電極信號強度也會遞減。”
目前，夏克和來自奧爾巴尼醫(yī)學(xué)院、華盛頓大學(xué)圣路易斯分校和西雅圖分校、威斯康星州大學(xué)的同事們正在設(shè)計第三種弊端性較少的方法。他們使用一個包含直徑2毫米電極柵的聚合片以間隔10毫米的距離分布在部分頭皮上，這種方法稱為層腦電圖描記錄法(ECOG)。該方法時常使用于診斷嚴(yán)重癲癇癥患者。夏克說，“這種電極柵就像一張紙那樣薄，電極記錄信號類似于在頭皮上放置電極的方法，但該方法所獲得的信號更加精確清晰?！?/span>
患者半小時學(xué)習(xí)后便能意識控制鼠標(biāo)指針
在近期的實驗中，5位患者學(xué)會了使用大腦意識思維控制在計算機屏幕上的二維鼠標(biāo)指針。夏克稱，這5位患者都是在30分鐘之內(nèi)學(xué)會如何用意識控制鼠標(biāo)指針的，他們的表現(xiàn)就像是在大腦中直接植入電極一樣。在其他的研究中，研究人員顯示使用這種方法的電極可通過大腦意識讀取人體手臂和手指的移動信息。
要求較高的人體實驗需要將電極柵永久性植入大腦之中，來自華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員正在測試一種新的設(shè)計方法，該方法是由威斯康星州大學(xué)的同事開發(fā)的，目前正在對猴子進行實驗。
夏克在接受《新科學(xué)家》雜志記者采訪時稱，如果以上研究設(shè)計成功，下一步則需要得到美國食品及藥物管理局(FDA)的批準(zhǔn)。然后，這些電極柵才能以最低“侵入大腦”的程度植入或貼附在大腦組織上。德國柏林科技大學(xué)從事貼附頭皮的大腦-計算機界面腦電圖描記器(EEG)研究的克勞斯?羅伯特?穆勒說，“無論怎樣，今后皮層腦電圖技術(shù)都將成為大腦-計算機交互技術(shù)臨床選擇的主要方法，并且應(yīng)用范圍較廣?！彼€指出，實現(xiàn)在20分鐘內(nèi)意識可控制二維鼠標(biāo)指針具有重大意義！雖然大腦植入電極便可簡單實現(xiàn)，但畢竟這種方法是入侵大腦式策略。穆勒說，“對于許多患者而言，層腦電圖描記錄法是他們的第一選擇，但對于健康人群，非大腦入侵的頭皮貼附電極方法是最理想的?！?nbsp;
也許過不了多少年，就可以實現(xiàn)每個人的腦子跟身體會有植入電極片的情況，那會人都變成半人變機器的狀態(tài)了。
這項技術(shù)包括兩種手段：將電極積植入大腦中或者將電極貼附放置在頭皮上。通過該技術(shù)人類的意識思維能夠?qū)崿F(xiàn)控制機械手臂、駕駛輪椅、打出文字消息以及在虛擬世界中行走等。美國紐約衛(wèi)生部沃茲渥斯中心神經(jīng)科學(xué)家歐文?夏克稱，未來有一天，大腦-計算機交互技術(shù)(BCIs)能夠完全改變癱瘓或神經(jīng)失常人群的生活，使他們有能力行走或語言交流。但是，他還強調(diào)指出，目前這種方法仍有未解決的問題，這兩種方法建立的電極還存在著本質(zhì)性難以克服的困難。
放置在頭皮上的電極僅能探測到途經(jīng)頭部的電波，所形成的微弱信號很容易受到主電流和其他來源的干擾影響。將電極植入大腦這一方法能夠形成清晰的信號強度，但是該方法并不能讓人體完全授受。夏克解釋說，“當(dāng)電極植入大腦組織，人體大腦本能性地試圖擺脫這些電極片，隨著使用時間的增長，這種植入大腦的電極信號強度也會遞減。”
目前，夏克和來自奧爾巴尼醫(yī)學(xué)院、華盛頓大學(xué)圣路易斯分校和西雅圖分校、威斯康星州大學(xué)的同事們正在設(shè)計第三種弊端性較少的方法。他們使用一個包含直徑2毫米電極柵的聚合片以間隔10毫米的距離分布在部分頭皮上，這種方法稱為層腦電圖描記錄法(ECOG)。該方法時常使用于診斷嚴(yán)重癲癇癥患者。夏克說，“這種電極柵就像一張紙那樣薄，電極記錄信號類似于在頭皮上放置電極的方法，但該方法所獲得的信號更加精確清晰?！?/span>
患者半小時學(xué)習(xí)后便能意識控制鼠標(biāo)指針
在近期的實驗中，5位患者學(xué)會了使用大腦意識思維控制在計算機屏幕上的二維鼠標(biāo)指針。夏克稱，這5位患者都是在30分鐘之內(nèi)學(xué)會如何用意識控制鼠標(biāo)指針的，他們的表現(xiàn)就像是在大腦中直接植入電極一樣。在其他的研究中，研究人員顯示使用這種方法的電極可通過大腦意識讀取人體手臂和手指的移動信息。
要求較高的人體實驗需要將電極柵永久性植入大腦之中，來自華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員正在測試一種新的設(shè)計方法，該方法是由威斯康星州大學(xué)的同事開發(fā)的，目前正在對猴子進行實驗。
夏克在接受《新科學(xué)家》雜志記者采訪時稱，如果以上研究設(shè)計成功，下一步則需要得到美國食品及藥物管理局(FDA)的批準(zhǔn)。然后，這些電極柵才能以最低“侵入大腦”的程度植入或貼附在大腦組織上。德國柏林科技大學(xué)從事貼附頭皮的大腦-計算機界面腦電圖描記器(EEG)研究的克勞斯?羅伯特?穆勒說，“無論怎樣，今后皮層腦電圖技術(shù)都將成為大腦-計算機交互技術(shù)臨床選擇的主要方法，并且應(yīng)用范圍較廣?！彼€指出，實現(xiàn)在20分鐘內(nèi)意識可控制二維鼠標(biāo)指針具有重大意義！雖然大腦植入電極便可簡單實現(xiàn)，但畢竟這種方法是入侵大腦式策略。穆勒說，“對于許多患者而言，層腦電圖描記錄法是他們的第一選擇，但對于健康人群，非大腦入侵的頭皮貼附電極方法是最理想的?！?nbsp;
也許過不了多少年，就可以實現(xiàn)每個人的腦子跟身體會有植入電極片的情況，那會人都變成半人變機器的狀態(tài)了。
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