腦機(jī)接口原理技術(shù)與神經(jīng)修復(fù)

     腦機(jī)接口是指人或動物大腦與外部設(shè)備之間的直接連接，實現(xiàn)大腦與設(shè)備之間的信息交換。匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家稱，使用腦機(jī)接口，猴子可以用操縱機(jī)械臂喂自己。2020年8月29日，埃隆·馬斯克自己的腦機(jī)接口公司找到了三只小豬，向世界展示了實際操作的腦機(jī)接口芯片和自動植入手術(shù)設(shè)備。下面就由小編為您介紹腦機(jī)接口原理技術(shù)與神經(jīng)修復(fù)。

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腦機(jī)接口原理技術(shù)與神經(jīng)修復(fù)

原理技術(shù)

信號采集技術(shù)

      21世紀(jì)初，不管是腦電（EEG），功能磁共振成像（fMRI），還是腦磁（MEG），及近紅外譜（NIRS）。以及對人腦有一定侵入性的腦皮層電圖（ECOG），現(xiàn)在都還不能從時間和空間兩個維度上準(zhǔn)確刻畫人腦的全部活動狀態(tài)。但可以肯定的是，腦機(jī)接口中所用到的這些記錄人腦活動的方式雖然精度不高，但已經(jīng)證明人的主觀意識是有物質(zhì)基礎(chǔ)的。

腦信號的轉(zhuǎn)變

     腦機(jī)接口中，EEG等腦信號是載體，它從人腦傳遞到計算機(jī)，計算機(jī)從中識別出人的主觀意圖。這個過程中通過EEG載體，把人的主觀意圖從人腦直接傳遞給計算機(jī)，計算機(jī)將這個識別出來的主觀意圖轉(zhuǎn)化為控制信號。

受控體

      21世紀(jì)初的腦機(jī)接口技術(shù)中有利用人腦來控制外部機(jī)設(shè)備或電腦鼠標(biāo)的運動，也有輸入字符的“虛擬打字機(jī)”，還有自動圖片分類等應(yīng)用。國內(nèi)外也有研究將控制信號從外界傳送給小老鼠，鳥等動物，這是這類應(yīng)用中控制信號的流向不同。但這些受控體都沒有接受情感類的信號，也不存在表情。而電影中的阿凡達(dá)，是個有血有肉的活體，有正常人的情感和喜怒哀樂。

    現(xiàn)階段（21世紀(jì)初）還存在許多困難：雖然使用先進(jìn)的信號采集設(shè)備已能夠檢測非常微弱的腦電信號，但是腦電信號中不可避免的摻雜了各種噪聲，使得數(shù)據(jù)的信噪比較低。近年來腦電數(shù)據(jù)處理的相關(guān)研究取得了令人矚目的成績，同時，信息科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步也使得實時快速處理大量數(shù)據(jù)成為可能。借助于這些成果，腦機(jī)接口的技術(shù)得到了快速的發(fā)展，研究群體和組織也迅速壯大。

神經(jīng)修復(fù)

      神經(jīng)修復(fù)是神經(jīng)科學(xué)中和神經(jīng)的修復(fù)相關(guān)的領(lǐng)域，即使用人工裝置（假體）替換掉原有功能已削弱的部分神經(jīng)或感覺器官。神經(jīng)假體最廣泛的應(yīng)用是人工耳蝸，截止到2006年世界上已有大約十萬人植入。也有一些神經(jīng)假體是用于恢復(fù)視力的，如人工視網(wǎng)膜，迄今在這方面的工作僅僅局限于將人工裝置直接植入腦部。

      腦機(jī)接口和神經(jīng)修復(fù)的區(qū)別主要從字面上就可見其端倪：“神經(jīng)修復(fù)”通常指臨床上使用的裝置，而許多現(xiàn)有的腦機(jī)接口仍然是實驗性質(zhì)的。實踐上講神經(jīng)假體可以和神經(jīng)系統(tǒng)的任意部分相連接，如外周神經(jīng)系統(tǒng)；而“腦機(jī)接口”通常指一類范圍更窄的直接與腦相連接的系統(tǒng)。

      由于目標(biāo)和實現(xiàn)手段的相似性，神經(jīng)修復(fù)和腦機(jī)接口兩個術(shù)語通常可以使用。神經(jīng)修復(fù)和腦機(jī)接口試圖達(dá)到恢復(fù)視覺、聽覺、運動甚至認(rèn)知的共同目標(biāo)。兩者都使用類似的實驗方法和手術(shù)技術(shù)。這個概念其實早就有了，但直到90年代以后，才開始出現(xiàn)階段性的成果。以上就是小編為您介紹的腦機(jī)接口原理技術(shù)與神經(jīng)修復(fù)，希望本篇文章內(nèi)容可以為您帶來幫助！