想象一下,未来人们可以用他们的思想来控制一个设备,如机械臂或轮椅。听起来像科幻小说?脑机接口的世界比你想象的更快到来。
脑机接口(BCI)是一种计算机系统,使大脑信号能够控制外部设备。人们可以在外部佩戴它,或者医生可以将植入物放入大脑。研究人员仍在测试这项技术。
脑机接口有什么作用?
研究人员正在探索将脑机接口用于各种医疗问题。例如,BCI可以让无法进行交流的人进行交流。它的工作原理是利用大脑信号并通过一个设备进行翻译,从而使信息出现在屏幕上。在这种情况下,用户可能不会恢复说话的能力,但他们将有一种沟通的方式,否则他们不会有这种方式。
BCI可帮助严重残疾人士与环境互动、交流并提高独立性。BCI已经恢复了不能移动的身体部位的感觉。它们已被用于帮助人们操作轮椅和改善中风后的语言。研究使人们能够使用BCI来控制机械臂。
但没有严重残疾的人也可以使用它们。BCI已经缓解了脊髓损伤以及偏头痛带来的疼痛。科学家们正在测试他们如何利用大脑中的反馈来重新训练脑波模式。这可以为精神和睡眠障碍以及注意力缺陷多动障碍(ADHD)提供新的治疗方法。研究人员还在检查BCI是否可用于治疗帕金森氏病。而且科学家们正在测试一种类似帽子的BCI,以操作无人机。
BCI是如何工作的?
有时,研究人员将BCI的电极连接到一个人的头皮上。在其他情况下,医生将一个植入物放入一个人的大脑。
根据所需的行动,研究人员针对不同的脑电波。该设备然后读取和解释大脑信号,然后将数据转化为命令。
这些命令产生一个动作,如移动机械臂。例如,使用BCI将信息传达给屏幕上的文字的人需要一个能将脑电波翻译成文字的BCI。
我们如何使用BCI?
BCI正从理论阶段进入实际生产阶段。研究人员正在对他们进行各种应用的测试。
最近,外科医生能够植入一个设备来激活大脑中难以触及的区域,即脑沟。因此,人们可以感觉到他们的指尖。一些研究人员说,这种BCI可以逆转瘫痪。
2022年7月,一名医生将Synchron公司的Stentrode植入物放入一名肌萎缩性侧索硬化症(ALS)患者的大脑中。该设备是通过颈部插入的。然后患者进行另一个手术,将Stentrode连接到胸部的计算设备。其目的是帮助这位不能移动或说话的患者通过将思想转化为文字并显示在屏幕上进行交流。
脑-机接口的下一步是什么?
人们已经在使用BCI,但它们还不是主流。大多数应用是一次性使用或在研究环境中。随着研究人员了解更多,这些设备可被患者用于日常使用。
新设备正在创建中,一些设备正在对他人进行测试。研究人员正在研究算法,以提高所用数据的准确性。
由于科学家们正在对人体进行测试,美国食品和药物管理局已经介入,以提供指导。一些专家说,美国食品和药物管理局不应负责监管这些设备,但应允许其对其进行评估。他们指出,一些人将使用这些设备来满足医疗需求,而另一些人则可能为了提高或享受而寻求这些设备。
BCI什么时候可以随时使用?挑战仍然存在,因为必须对设备进行长期测试以确保其安全。此外,还有道德和法律问题。创建侵入性较低、有效和负担得起的设备和系统是前进的其他考虑因素。总的来说,BCI的研究进展迅速,许多人说它们将比我们想象的更快上市。