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更好用的脑机系统来了!可以帮助患者改善生活质量

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由美国佐治亚理工学院Wonhong Yeo实验室领导的研究团队将无线软头皮电子和虚拟现实结合在一种新的可穿戴式脑机接口(BMI)系统中,用户可以想象一个动作并无线控制轮椅或机械臂;该系统可以改善运动功能障碍或瘫痪患者的生活质量,甚至可以帮助那些闭锁综合征患者在完全清醒但无法移动或交流的情况下进行日常活动或表达。
来自英国肯特大学和韩国延世大学的研究人员组成的研究小组一同参与可该项目,并描述了基于运动成像的新的BMI系统。与现有的系统相比,这个系统对用户的主要优势是它佩戴起来柔软舒适,而且没有任何电线。
BMI系统是一种康复技术,它可以分析一个人的大脑信号,并将神经活动转化为命令,将意图转化为行动。获取这些信号最常见的非侵入性方法是脑电图(EEG),但脑电图通常需要一个笨重的电极头盖和复杂的电线网。同时,这些设备通常严重依赖凝胶和膏体来帮助保持与患者的皮肤接触,需要大量的安装时间,使用起来既不方便也不舒服。由于材料损耗或运动伪影(可能例如由磨牙或眨眼等引起的辅助“噪音”),这些设备还经常遭受信号采集不良等困扰。所以采集到的噪音会出现在大脑数据中,必须加以过滤后才能使用。
Wonhong Yeo设计的便携式脑电图系统集成了微针电极和软无线电路,提供了更好的信号采集。准确测量这些大脑信号对于确定用户想要执行的动作至关重要,因此该团队整合了强大的机器学习算法和虚拟现实组件来应对这一挑战。新系统已经在四名受试者身上进行了测试,目前还没有在残疾人身上进行研究。
科技新范式
Yeo的团队最初在2019年发表在《自然机器智能》上的一项研究中介绍了柔软的、可穿戴的脑电图脑机接口。这项研究的主要作者Musa Mahmoo也是这项新研的主要作者。这种新的脑机接口使用了一种完全不同的模式,包括想象的运动动作,比如用任意一只手抓东西,这让实验对象不必看到太多刺激物。
在2021年的研究中,用户展示了使用他们的思想以及运动想象精确地控制虚拟现实练习。视觉线索增强了用户和研究人员收集信息的过程。
“事实证明,虚拟提示非常有用,它们加快并提高了用户参与度和准确性。我们能够记录连续的、高质量的运动想象活动。”Mahmoo说,该系统的未来工作将利用他们从前两项研究中所学到的知识,更加集中在优化电极放置和更高级的基于刺激的脑电图整合。
本文由升哲科技编译,转载请注明。


IP属地:北京1楼2021-07-24 10:10回复