脑机接口技术新突破：瘫痪患者靠“想象”就能操控飞行器

IT之家 1 月 21 日消息，据《自然・医学》21 日发表的一项研究报告，一国外科研团队开发的脑机接口技术，通过植入大脑的电极，患者仅需想象移动其无法活动的手指，即可实现对虚拟四旋翼飞行器的精准控制。

据IT之家了解，该技术将手部分为三个区域：拇指、食指与中指、无名指与小指。每个区域均可进行垂直和水平方向的运动，当患者想象移动这些区域时，虚拟四轴飞行器能够实时响应，并在虚拟障碍赛道中灵活穿行。研究团队表示，这一技术不仅为瘫痪患者提供了与朋友共同享受游戏的机会，还展示了在远程工作方面的潜力。

论文第一作者、密歇根大学神经外科和生物医学工程助理教授马修・威尔西（Matthew Willsey）表示：“这是迄今为止基于手指运动实现的最强功能性控制。”该研究的大部分实验在威尔西任职于斯坦福大学期间完成，其合作团队也主要来自该校。

与使用脑电图（EEG）等非侵入性方法相比，直接读取运动神经元的信号能够显著提升控制精度。研究表明，通过植入电极读取神经元信号，用户对飞行器的控制能力比使用 EEG 信号提升了六倍。为实现这一技术，患者需接受手术，将电极植入大脑运动皮层，并通过固定在头骨上的基座与计算机连接。

威尔西解释道：“这项技术通过人工神经网络解读患者试图移动手指时产生的运动皮层信号，并将其转化为虚拟手指的控制指令，从而操控虚拟四轴飞行器。”

这项研究是 BrainGate2 临床试验的一部分，旨在探索如何将神经信号与机器学习结合，为神经损伤或疾病患者提供外部设备控制的新选择。研究参与者于 2016 年加入斯坦福大学的研究团队，他在脊髓损伤导致四肢瘫痪后。

莱斯大学电气与计算机工程系即将上任的教授、论文合著者尼沙尔・沙阿（Nishal Shah）指出：“手指控制只是一个起点，最终目标是实现全身运动功能的恢复。”

斯坦福大学神经外科教授、研究合著者杰米・亨德森（Jaimie Henderson）强调，这项研究的意义远不止于游戏，还能促进人与人之间的联系。“人们通常关注基本功能的恢复，如进食、穿衣和行动能力，这些固然重要。但生活中其他同样重要的方面，如娱乐或与同伴的互动，却常常被忽视。人们希望玩游戏，与朋友交流。”亨德森表示。

“通过大脑控制多个虚拟手指，你可以设计出多种控制方案，应用于各种场景，从操作 CAD 软件到创作音乐，皆有可能。”亨德森补充道。