Mingtao：脑机接口技术的解码

编者注：从2023年5月开始，“研究国家”研究和中国科学新闻的平台共同发起了“科学回应”活动，邀请读者提出问题，并向他们想要尊重的科学家以及科学和科学和技术工作者留下信息。活动启动后，“研究强大的国家”和“科学网络应用程序”收到了读者的热情信息。我们选择了读者Yao Zhaoyuan的问题，并问了南卡大学医学院讲师Ming Tao，以发送对第102份手册问题的回应。通过您要寻找的问题来鼓励科学讨论，并通过对碰撞的互动回应来回应科学的新知识。 “国家研究”和“科学网络应用程序”愿意成为公共和科学使者。 Happyit来找您进入“搜索科学家”迷你计划，以提出问题并留下消息。 ？读者Yao Zhaoyuan：Hello ScientisT，我想知道几年前我听到了一个名为Brain-Computer界面的概念。我想知道如何具体实施？ Mingtao：大脑计算机界面（BCI）技术是建立大脑和外部设备之间直接通信联系的创新方式。它允许大脑直接将指令直接传输到外部设备，而无需通过传统的神经肌肉路径。实现脑部计算机界面不仅在头部打开一个孔以连接到计算机，而且特定的技术路径差异很大。来自大脑的信号收集主要分为三种类型：侵入性，半侵入性和非侵入性。后施工：请参阅头皮表面上的弱脑电图（EEG）信号，这些信号通过头盔或头部环等外部设备。它的优势是它完全不是侵入性的，但是它的信号是模糊的，质量差，只能识别简单的目标，例如打字脑波。半侵入：plac大脑表面上的E电极（尤其是吐痰），一种称为ECOG（皮质电解）的技术。它需要手术植入，但不需要脑组织的渗透。信号质量总比没有侵入性好，但比入侵较弱。可用于某些实验运动愈合。侵入性：微电极阵列直接种植在大脑皮层中，以记录单个神经元的电信号。优势是信号高度准确（可以识别单个神经元的释放）。缺点是该操作是高风险，从长远来看可能会导致信号的免疫下降或衰减，并且侵入性电极可以由免疫系统包裹，从而导致信号衰减。从大脑收集电信号后，需要复制这些信号以提高其质量和可靠性。然后，从信号获得的特征，包括频率，振幅等，可能反映大脑活动的特定模式。此后，使用诸如识别模式或机器研究之类的技术，获得的功能与用户的目标相匹配，从而解码了大脑信号。解码成功后，根据信号形成相应的命令或控制信号，以控制外部设备。大脑的大脑界面技术具有广泛的应用前景，例如医疗康复，残疾援助，虚拟现实和游戏。但是，随着技术的不断发展，其安全性和道德问题越来越众所周知。例如，如何确保可植入电极的安全性和长期稳定性，如何保护用户隐私和数据安全性以及如何防止技术滥用等。因此，在促进脑机接口技术的发展时，应充分考虑和解决这些问题。这样我们可以确保E大脑界面的技术可以带来真正的人类利益，而不是新的风险和挑战。