腦機接口 (BCI) 旨在通過將來自運動皮層（負責自主運動的區(qū)域）的意圖移動神經(jīng)沖動轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號來恢復癱瘓者的自主運動控制。

這些技術(shù)通常使用機器學習來解釋從植入大腦中的微小電極收集的神經(jīng)脈沖，并將其轉(zhuǎn)換為特定的數(shù)字動作。

機器學習是人工智能 (AI) 的一種形式，它使用算法分析數(shù)據(jù)，從分析中學習，然后對某事做出預測。

Wyss 中心的研究人員開發(fā)了 NeuroKey，這是一個經(jīng)過醫(yī)療級認證的軟件平臺，能夠?qū)崟r處理和解碼來自 BCI 的大量神經(jīng)活動數(shù)據(jù)。

該軟件還配備了一個應用程序，該應用程序運行一個音頻反饋拼寫器，提示用戶選擇字母來組成單詞和句子。

在案例研究中，基于 NeuroKey 的 BCI 正在一名患有快速進展形式的 ALS 的人身上進行測試，該人進入鎖定狀態(tài)，無法再使用輔助設(shè)備進行交流。

兩個微小的植入物，每個都包含 64 個針狀電極，用于檢測來自發(fā)射神經(jīng)細胞的電信號，通過手術(shù)植入該人的運動皮層，這是一個控制自主運動的大腦區(qū)域。信號被傳輸?shù)筋^骨頂部的設(shè)備，該設(shè)備通過電線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C。

兩年的數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)允許該男子僅憑自己的想法再次與家人交流。

為了降低感染風險、提高用戶的獨立性并簡化護理人員的操作，Wyss 中心的研究人員和 拉姆齊的團隊正在開發(fā)一種名為 ABILITY 的完全可植入的無線 BCI。

該 BCI 代表 主動腦植入物實時信息傳輸系統(tǒng)，專為連續(xù)家庭使用而設(shè)計，旨在恢復溝通和運動。研究人員在白皮書中寫道，該設(shè)備通過一種無線電力傳輸方式充電，不需要植入式電池，并且“代表了一個多功能且用戶友好的系統(tǒng)”。

在綿羊的臨床前概念驗證試驗中，發(fā)現(xiàn) ABILITY 系統(tǒng)通常是安全的，并且可以在幾個月內(nèi)實時收集神經(jīng)數(shù)據(jù)。

試驗目標是將“界面技術(shù)帶給需要的人”

研究人員寫道：“在開始計劃的人體臨床試驗之前，將進行進一步的廣泛研究，以證明 ABILITY 符合非常嚴格的人類使用監(jiān)管要求。”

計劃中的患者試驗預計將驗證 BCI 在家庭環(huán)境中的使用，并探索新的人工智能算法來解碼神經(jīng)沖動。

這些算法將首先專注于允許參與者控制計算機，就像他們使用鼠標或鍵盤一樣。然后將創(chuàng)建新算法，將想象或嘗試語音的大腦信號解碼為數(shù)字語音。

研究人員寫道：“這些功能共同旨在顯著提高生活質(zhì)量，提供獨立性，并實現(xiàn)有效的醫(yī)療保劍”

該研究“不僅將評估設(shè)備性能，還將評估患者對植入式 BCI 的接受程度、護理人員和醫(yī)療保健專業(yè)人員，”Wyss 中心在新聞稿中表示。

通過試驗收集的數(shù)據(jù)將用于改進語音翻譯算法以及設(shè)備的功能和使用。并且由于它將被公開共享，因此有望幫助推進大腦功能知識和 BCI 技術(shù)。

“由于完全可植入的腦機接口仍處于起步階段，我們相信像 ABILITY 這樣的多功能技術(shù)可以解決早期采用者未滿足的需求，因此有可能幫助 BCI 市場增長，”喬治庫瓦斯說， Wyss 中心的技術(shù)官。

Wyss 中心的神經(jīng)科學家 喬納斯齊默爾曼 博士補充說：“現(xiàn)在是時候在之前 BCI 相關(guān)的 成就的基礎(chǔ)上再接再厲，克服障礙，并將神經(jīng)接口技術(shù)帶給需要的人。”