這些神經(jīng)假體設(shè)備由“腦—機接口”(BCIs)控制,能破解大腦信號,確定用戶想采取什么行動,然后通過先進機器人技術(shù)執(zhí)行脊髓編制的運動。“腦—機接口控制的義肢和機器人是智能的,能理解許多低級命令,無需經(jīng)過指揮中樞譯碼。”研究人員何塞·德爾·米蘭說,他們成功的關(guān)鍵是共享控制的理念——利用機器人的感知能力,理解用戶在環(huán)境中的命令。它們能自動工作。這一功能也反映了在許多日常行為中,我們的深腦區(qū)、脊髓和肌肉骨骼系統(tǒng)是協(xié)同合作的,讓我們在集中注意力做其它事情時,身體也能做簡單的工作。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)3月31日(北京時間)報道,研究人員在有運動障礙的人身上測試了多種腦控設(shè)備。設(shè)備由志愿者個人操作,自行調(diào)整腦電活動(EEGs)發(fā)送命令,完成多種任務(wù),從寫字到運動轉(zhuǎn)向,達到和健康人群類似的水平。
腦—機接口能處理用戶的意圖和決策。這些主要來自大腦皮層,但技能性運動很多是在腦干和脊髓處理的。通過設(shè)計控制低級運動的智能設(shè)備,與來自腦—機接口的高級腦活動相配合,讓神經(jīng)假體更接近自然的肌肉控制。“我們的目標是與神經(jīng)假體互動,就像人們控制自己肌肉那樣,用完全一樣的神經(jīng)信號和原理,讓它們就像我們的新身體一樣。”米蘭說。
研究人員指出,目前神經(jīng)假肢還面臨一些挑戰(zhàn),首先是找到除EEG以外的新的生理接口,能長期持久操作;其次提供豐富的感知反饋,這種感知反饋能提高用戶對假體的擁有感。“第三個挑戰(zhàn)是認知科學的核心問題之一:在神經(jīng)假體的控制系統(tǒng)中,我們必須破解并整合用戶的認知過程。這對意念互動是非常重要的。”米蘭說,這些過程包括發(fā)現(xiàn)設(shè)備的錯誤、預測關(guān)鍵的決策點和終止注意力。
智能假體的一個例子是腦控輪椅,用戶能長期安全可靠地驅(qū)動它,因為共享控制系統(tǒng)降低了認知工作量。該輪椅目前還在評估階段,以確保它能在日常生活的環(huán)境里工作,為大量的殘疾人服務(wù)。









