Nature Medicine：腦機接口，讓癱瘓者也能玩電子游戲

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來(lái)源：生物世界

2025-01-21

2025 年 1 月 20 日，斯坦福和密歇根大學(xué)研究人員于 Nature Medicine 發(fā)表研究，開(kāi)發(fā)出可偵測解碼癱瘓患者手指動(dòng)作的高性能腦機接口，能讓患者控制虛擬四軸飛行器玩游戲，滿(mǎn)足其社交娛樂(lè )等需求，實(shí)現高運動(dòng)精準度與自由度。

僅僅在美國，就有超過(guò) 500 萬(wàn)人患有嚴重運動(dòng)障礙。雖然患者許多基本需求能得到滿(mǎn)足，但他們的社交和休閑需求仍有待滿(mǎn)足，例如玩電子游戲。

腦機接口（brain–computer interface，BCI）被認為是運動(dòng)恢復的一個(gè)潛在解決方案，但目前這一技術(shù)難以處理復雜動(dòng)作，例如單個(gè)手指運動(dòng)，而這可以幫助人們進(jìn)行打字、玩樂(lè )器或使用游戲手柄等活動(dòng)。

2025 年 1 月 20 日，斯坦福大學(xué)和密歇根大學(xué)的研究人員在 Nature Medicine 期刊發(fā)表了題為：A high-performance brain–computer interface for finger decoding and quadcopter game control in an individual with paralysis 的研究論文。

該研究開(kāi)發(fā)了一種高性能腦機接口，通過(guò)手術(shù)植入后，能夠偵測和解碼癱瘓患者的手指動(dòng)作，讓癱瘓患者能夠控制一個(gè)虛擬四軸飛行器，從而讓癱瘓患者可以玩電子游戲。

研究發(fā)現在這項最新研究中，研究團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)腦機接口，能持續記錄大腦多個(gè)神經(jīng)元的電活動(dòng)模式來(lái)轉譯復雜運動(dòng)。該接口被植入一位因脊髓損傷而四肢癱瘓的患者的大腦的左側中央前回，該腦區負責手部運動(dòng)控制。

在患者觀(guān)察一只虛擬手進(jìn)行多種動(dòng)作時(shí)，記錄下其神經(jīng)活動(dòng)，然后研究團隊利用機器學(xué)習算法識別與特定手指動(dòng)作有關(guān)的信號。利用這些信號，該系統可以準確預測手指運動(dòng)，讓患者能控制三組差異很大的手指組合，包括虛擬手掌的二維拇指運動(dòng)。該系統實(shí)現了前所未有的運動(dòng)精準度和自由度。

神經(jīng)活動(dòng) 隨后，研究團隊將這種手指控制的應用擴展到一個(gè)電子游戲里。通過(guò)對腦機接口解碼的手指動(dòng)作進(jìn)行編程，控制一個(gè)虛擬四軸飛行器的速度和方向，讓該患者可以在電子游戲里駕駛該裝置越過(guò)多種障礙賽道。