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发布时间:2024-09-05 14:12:13 点击次数:92

脑机接口(BMI)是一种很有前景的技术,可以帮助患有严重运动障碍的人恢复沟通和身体控制能力,不过传统的BMI设备体积庞大、能耗高且实际应用有限,目前还很难实际的帮助到患者。

最近,洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究团队开发了一种先进的、小型化的微型脑机接口(MiBMI),这是一种极小、低功耗且多功能的解决方案,可以显著改善肌萎缩侧索硬化症(ALS,渐冻症)和脊髓损伤等疾病患者的生活质量。

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MiBMI系统是一个完全集成的系统,所有的数据记录和处理都是在两个总面积为8mm2的小芯片上进行的(马斯克Neuralink的脑机接口设备尺寸约为23 x8mm),具有小尺寸和低功耗的特点,非常适合植入式应用。其能够将复杂的神经活动转换为高精度和低功耗的可读文本,准确率高达91%,该系统目前可以解码多达31个不同的字符,而未来有望扩展到100个字符。

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除此以外,现有的技术需要先记录植入大脑的电极的数据,然后将这些信号发送到一台单独的计算机进行解码,而MiBMI芯片则不同,其集成了192通道神经记录系统和512通道神经解码器,因此不仅可以记录数据,还可以实时处理信息。

而为了能够处理微型ICM电极捕获的大量信息,研究人员采用了完全不同的数据分析方法,他们发现,当患者想象用手写下一个字母时,大脑的活动会包含一个特定的标记,研究人员将其称为独特的神经代码(DNT),微芯片只需要处理这种只有大约一百字节的代码即可,而无需处理每个字母的数据(数千字节),这使得该系统的计算非常快速、精确且节能。

据悉,MiBMI的开发为ALS和脊髓损伤等疾病患者带来了新的希望,通过将大脑活动转化为可读文本,患者可以通过简单地思考写作来进行交流,以此来提升生活质量。目前,EPFL的研究团队也正在探索MiBMI系统在手写识别之外的其他应用,包括语音解码和运动控制,以期开发一种可以适应各种神经系统疾病的多功能ICM设备,为患者提供更为广泛的解决方案。

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