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腦機介面新突破:癱瘓者憑意念操控四軸無人機

一項「史無前例」的科技,讓肢體無法活動的人僅靠意念就能操控四軸無人機飛行。全新的腦機介面,為無法使用四肢的人帶來了前所未有的控制水平,使其能在遊戲環境中駕馭四軸無人機。此技術將手指分組,實現了靈巧的手指控制,在以意念操作控制器時創造出四個自由度。

這並非此類腦機介面首次接受測試,但它標誌著該技術的重大飛躍,將先前在非人靈長類動物身上達成的自由度標準提高了一倍。以往的模式主要聚焦於諸如游標控制等二維任務,而這款新型腦機介面能實現複雜控制,可用於遊戲、譜曲或操控機械假肢。

操作控制裝置的人患有四肢癱瘓,也就是四肢全部癱瘓。安裝腦機介面需要接受一項手術,將電極植入大腦的運動皮層,電極穿出皮膚以便連線電腦。儘管與其他使用表面腦電圖訊號的遊戲技術相比,此方法侵入性更強,但研究作者認為,將電極放置得離神經元更近,能實現更高水平的精細運動控制。

這位研究參與者形容操控四軸無人機時的直覺感受,就像「在上班途中騎腳踏車,腦子裡想著『今天上班要做些什麼』,同時還能自如地換擋,一路順暢前行」。至於為何選擇操控四軸無人機呢?其實,是這位特定的研究參與者對此感興趣。

共同作者、史丹佛大學的電腦科學家唐納德·阿萬西諾在一份宣告中表示:「四軸無人機模擬並非隨意選擇,這位研究參與者熱愛飛行。在滿足參與者飛行願望的同時,這個平臺也展現了對多根手指的控制能力。」

這項令人讚嘆的科技不僅為使用者帶來了前所未有的控制程度,還彌補了在為神經功能喪失者創新解決方案時常常被忽視的空白。史丹佛大學神經外科教授、該研究的共同作者傑米·亨德森補充道:「人們往往專注於恢復那些基本生活必需的功能,比如進食、穿衣、活動能力,這些固然都很重要。但常常,生活中其他同樣重要的方面被忽視了,像是娛樂或是與同伴的交流。人們也想玩遊戲,和朋友互動。」

這項技術未來不僅有可能在實現靈巧控制的基礎上,進一步恢復全身的活動能力,也許還能憑藉意念控制車輛、操作軟體或譜寫音樂。

此研究成果已發表在《自然·醫學》期刊上。