脑机接口新进展:科学家用超声波成像技术成功开发读心术

Techpai 3月 24, 2021 2.87w 浏览 0

一种微创的新型脑机接口（BMI）可以利用超声波技术读出大脑的意图。加州理工学院的一个研究人员合作团队开发了这一系统，可以读取对应于运动规划的大脑活动。

该团队的研究于3月22日星期一发表在《神经元》杂志上。

神经科学家们为了绘制出大脑活动与相应运动的对应图谱，研究脑机接口BMI的神经科学家们将会因为这项新研究而大饱眼福。通常情况下，这些设备可以读取和解释大脑活动，并将其链接到计算机或机器上。

然而，这些设备通常需要进行侵入性的脑部手术，许多患者并不愿意参与其中。

这项新技术的消息，使用功能性超声（fUS）技术以100微米的分辨率从大脑深处的源头准确地映射出神经活动。

最令人兴奋的是，fUS是一项新技术，具有巨大的潜力–这只是为更多人带来高性能、低侵入性的BMI的第一步。

超声波技术和图像的工作原理是通过发射高频声音的脉冲，然后测量这些声音振动如何在整个物质，如人体组织中产生回响。例如，这种类型的成像技术已经广泛用于拍摄子宫内胎儿的图像。

该团队意识到，这种成像技术也可以帮助预测运动和行为。

这种技术产生了产生了接近电生理学的细节水平，但其侵入性要小得多。能够获取到目标区域神经信号动态的详细图像，而这些图像是其他非侵入性技术（如fMRI）无法看到的。

对非人类灵长类动物的大脑进行成像

该团队在非人类灵长类动物身上尝试并测试了该方法，教它们在收到提示后进行简单的任务，如向某个方向移动眼睛和手臂。在灵长类动物执行这些任务时，使用fUS技术对它们进行观察，测量它们在后顶叶皮层的大脑活动。

该团队想看看fUS成像是否也能用于在灵长类动物执行任务之前弄清它们的意图。

然后，利用实时收集的超声波数据，用机器学习算法对系统进行训练，在几秒钟内，该算法就能预测非人灵长类动物接下来会进行什么动作。

这种新方法为从事开发脑机接口BMI的神经科学家打开了新大门，它极大地减少了侵入性手术。下一步计划包括人体试验，看看这些图像和预测是否也能用于读取人脑。获取更多前沿科技研究访问：https://byteclicks.com

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