为什么构建脑-机接口如此困难

关键要点

  • 一项新的研究表明,使用计算机翻译瘫痪病人的思想是有希望的。
  • 专家说,脑-机接口是一个不断发展的领域,面临许多障碍。
  • Elon Musk的Neuralink公司已经开发出外科机器人,将BCIs植入猪和猴子的头骨下。

奇诺宇一郎/盖蒂图片社

未来应该是把电脑和我们的大脑连接起来。

像这样的小说“神经巫师”使我们看起来离创建一个功能性的脑机接口(BCI)只有几年的时间了,这个接口可以让我们进入一个共享的虚拟现实。但最新的一项研究将一个言语障碍、瘫痪患者的对话尝试转化为屏幕上的文字,显示了我们在与计算机建立神经联系之前要走多远。

“试图让计算机程序仅仅根据大脑皮层记录的信号来破译预期的动作,就像你或我试图拼凑一个句子的意思,而这个句子缺少许多重要的单词,”美国医学院脊髓损伤研究所所长埃德尔·菲尔德·福特(Edelle Field Fote)说谢泼德中心,在电子邮件采访中告诉gouma。“有时我们会根据上下文正确猜测缺少的单词,而其他时候我们不会。”

阅读思维

来自加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)的长达数年的脸谱网资助研究的最新阶段速记项目,最近宣布在尝试解读瘫痪病人的想法方面取得了进展。

研究,由神经外科医生Edward Chang博士在一名脑干中风的瘫痪男子身上植入电极。在与控制声道有关的大脑区域植入电极片后,这名男子试图回答屏幕上显示的问题。这项研究的机器学习算法能够识别50个单词并将它们转换成实时句子。

“据我们所知,这是第一次成功地从瘫痪不能说话的人的大脑活动中直接解码出完整的单词,”Chang在一份报告中说新闻稿

研究人员寄予厚望,希望这样的研究最终能转化为对患者的实际益处。

菲尔德福特说:“从大脑捕捉信号的能力意味着这些信息可以被计算机处理并用于控制设备。”这些装置可用于因受伤或健康障碍而失去大脑和肌肉之间联系的个人,无论是控制语言、手臂还是腿部的肌肉。”

特斯拉给你的大脑?

Elon Musk的Neuralink公司一直在BCIs方面取得进展。研究人员已经开发出先进的自动化手术机器人,将一个或多个脑机接口植入猪和猴子的颅骨下,迄今为止,没有明显的不良医疗影响。

马特·刘易斯,美国NCC集团证券公司,在一封电子邮件采访中告诉gouma,这包括成功提取bci,以表明该过程可以安全地逆转。Neuralink的猴子也学会了玩电子游戏Pong简单地通过思考,具有显著的效果和准确性。

“从大脑捕捉信号的能力意味着这些信息可以被计算机处理并用于控制设备。”

刘易斯说,除了支持残疾人士之外,人们越来越有兴趣利用BCI来加强思考文本等活动,而不是打字,在适当的条件下,这种活动可以比打字快得多。

他补充说:“还有很多其他有趣的应用,比如在视频游戏中使用思维(而不是使用控制器)。”如果两个用户在附近有脑机接口,就能够模拟一种心灵感应的形式,用户只需通过思考和使用脑机接口对这些想法进行编码和解码就可以相互交流。”

常说,试验将扩大到包括更多受严重瘫痪和沟通障碍影响的参与者。该小组目前正在努力增加现有词汇中的单词数量,提高说话速度。

但是,刘易斯说,脑机接口的加速与机器学习密切相关。

“脑机接口需要训练和学习每个用户的大脑活动,以了解大脑的哪些部分以及哪些类型的活动与特定的想法和行为相关,”他补充道用户需要对应用程序进行培训,才能使其符合预期。”