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3月29日，德克萨斯大学奥斯汀分校报道了其最新研究成果，该成果于今年2月份发表在PNAS Nexus。
想象一下，玩像马里奥赛车这样的赛车游戏，只使用你的大脑执行一系列复杂的转弯任务是多么有趣的一件事情。
如今，这不再是一个电子游戏的幻想，而是德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师创建的一个真实程序，作为脑机接口研究的一部分，以帮助改善运动障碍者的生活。更重要的是，研究人员将机器学习功能与脑机接口相结合，使其成为一种通用的解决方案。
何塞·德尔·R·米兰（José del R. Millán）博士实验室的一名研究生戴着一顶装满电极的帽子，该帽子连接到计算机上。电极通过测量来自大脑的电信号来收集数据，解码器解释该信息并将其转化为游戏动作。
因为每个人的大脑都是不同的，因此这些设备通常需要对每个用户进行的校准，无论是健康用户还是残疾用户。当然也是脑机接口设备未成为主流应用的主要障碍之一。然而目前提出的这种新的解决方案可以快速了解单个受试者的需求，并可以完成自我校准。这意味着多个患者可以使用该设备，而无需根据个人情况进行调整。
“当我们在临床环境中考虑这一点时，这项技术将使我们不需要专业团队来执行这个漫长而乏味的校准过程。”Josédel R. Millán实验室的研究生Satyam Kumar说，“也就是说，设备从一个病人转移到另一个病人会快很多。”
主体间脑机接口迁移学习的纵向框架
受试者戴着一顶装满电极的帽子，该电极连接到计算机。电极通过测量来自大脑的电信号来收集数据，解码器解释该信息并将其转化为游戏动作。
Millán在脑机接口方面的工作帮助用户引导和加强他们的神经可塑性，即大脑随着时间的推移而改变、生长和重组的能力。这些实验旨在改善患者的大脑功能，并使用由脑机接口控制的设备使他们的生活更轻松。
该研究中，动作具有双重目标：进行赛车游戏以及更简单的任务：平衡数字条左右两侧。研究中他们为更简单的条形任务开发了一个“解码器”，使界面能够将脑电波转换为命令。这里的解码器是该设备能够实现用户通用的基础，它能够避免长时间校准过程。
解码器工作的很好，在受试者提前思考几步后，他们能够同时玩平衡条和更复杂的赛车游戏。
研究人员称这项工作是基础性的，它为进一步的脑机接口创新奠定了基础。该项目包含了 18 名没有运动障碍的受试者。
该研究的最终目标是能够在有运动障碍的人身上进行测试，以将其应用于临床环境中的更大群体。
“一方面，我们希望将 BCI 转化为临床领域，以帮助残疾人; 另一方面，我们需要改进我们的技术，使其更易于使用，以便对这些残疾人的影响更大。“Millán说。
在论文发表之后，Millán和他的团队继续研究轮椅，用户可以通过脑机接口驾驶轮椅。在3月的一个会议上，研究人员展示了该技术的另一种潜在用途，即控制两个用于手部和手臂的康复机器人。这不是研究论文的一部分，而是这项技术未来发展方向的标志。
“这项技术的目的是帮助人们，帮助他们的日常生活，”Millán说。“我们将继续沿着这条道路前进，无论我们在哪里，我们都会去帮助人们。”
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编辑 | 罗虎
来源 | 德克萨斯大学奥斯汀分校
审核 | 医工学人
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