大脑操控的假肢掌握新技能

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LUU ET AL.

在过往的十年里，良知管控袜子领域取得了许多意想大概的进展。今天，另一个里程碑让我们离人与电机脑程式的无缝复刻又近了一步。在值得注意的一项深入研究里面，三名左腿者须要想一想，就可以按照意愿飘移他们袜子的单个手臂。

这一进展依靠一种新的认知科学编码器（AI decoder），它并能以前所未有的酪氨酸暗示左腿末端的脑部频谱。它准许Gmail恰当地管控袜子的右脚和手臂的民族运动，准确率为97%到98%。该深入研究结果发表在3月18日的《IEEE生物医学施工学报》上。

目前，让电机脑程式与人的脑部控制系统相互连接的主要新方法有三种：通过神经元、脑部或周围脑部。Elon Musk的Neuralink神经元植入物就是神经元适配器控制系统的一个举例来说。但是，尽管神经元植入物可能最主要了最全面的人机互联，但这种新方法也有损害神经的危险性。采用肌电机图（EMG）与左腿末端脑部相互连接的控制系统最主要的管控程度最低，对Gmail来说最不恰当。

考虑到这一点，明尼苏达医学院生物医学施工教授Zhi Yang和一个由明尼苏达医学院的室友以及德克萨斯医学院西南医学里面心合作者组成的的团队全心投入于开发周围脑部适配器。这种新方法最主要在左腿末端的脑部内植入少量植入物。

通过这种另设，Gmail须要想想，他们希望通过袜子同步进行的手势。而后，Gmail的神经元将命令频谱发送到相互向外的脑部，适配器在那里检测频谱。然后，认知科学算法对频谱同步进行编码，并将除此以外的命令发送到指派神经元指令的袜子。

该的团队之前开发了一种简单的脑部适配器，并能从脑部频谱里面捕获高质量的图表。在他们值得注意的指导工作里面，他们开发了一种新型的认知科学编码器，可以分析个人Gmail特有的脑部频谱。

“认知科学和周围脑部适配器的结合比目前的新方法有不小的占有优势，例如基于脑记事的脑机适配器或基于脑部频谱的袜子，”Yang说，“例如，它是公认唯一一种准许左腿者管控手臂民族运动的技术开发。” Yang还指出，新控制系统还归功于更快处理，编码速率为每秒6位。相比较，其他脑机适配器，无论是脑植入还是肌电机管控，并不一定每秒处理大概1位。

至关重要的是，明尼苏达-德克萨斯的团队的最新进展准许Gmail通过其本质思路管控他们的袜子，而原有技术开发决定Gmail指派简单且不其本质的脑部松弛序列，以便飘移袜子。例如，Gmail可能需要更快倾斜脑部A两次，然后便倾斜脑部B一次，以查看假手在抓握手势里面闭合其所有手臂，这为Gmail在接纳如何采用新肢体的培训时创建者了相异的学习曲线。

相比较，学习如何采用这种新的袜子控制系统要容易得多。深入研究参与者在有灵活性的手上拿着一只虚拟现实手套，它可以捕捉到该手民族运动的图表。然后，他们现实飘移鹰眼/受伤的手，同时在“手上”指派大致相同的手势。

通过这种方式将，AI编码器“学习”了单个Gmail独具的脑部频谱和除此以外的小腿手势。经过几个小时的训练，最主要重复花钱同样的小腿手势，采用者并能通过其本质思路以他们只想的任何方式将飘移袜子。

“这是在[周围脑部控制系统]层面上的读心术，[界面]控制系统可以暗示Gmail的借此，并将借此转化为行动，”Yang暗示道，“Gmail考虑飘移拇指，即电机动拇指飘移。Gmail只想大拇指，即手大拇指。”

他还指出，由于脑部内阴极的放置，可以采用大致相同的阴极对脑部同步进行电机焦虑，以重现完整的感觉，比如触摸、手感、震动，甚至是热或的水。

虽然这一进步有可能协助许多左腿者，但这项技术开发的限于可能更广。例如，Yang和室友们对将这项深入研究用于其他疾病（如痉挛、间歇性疼痛、心力衰竭和糖尿病）熟悉，这些疾病可以通过脑部调控同步进行病人，甚至可能治愈。

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