牐牼墼諞黃鸕母呱峽、洪波、高小榕等學者,聽了張繼堅的感嘆後,立即沿著這個話題開始討論,他們在構想著能不能把此前他們的腦電信號處理領域的研究成果,根據實際套用剝離、分割出一部分,開發出一個什麼裝置,解決因肢體原因導致殘疾人無法上網的實際問題。
牐犘緯梢桓鮁芯克悸泛螅高上凱教授和她的同事們立即組建了一個課題小組,並請一位名叫程明的博士生開始在以前的研究基礎上,進行先期試驗。
牐犚醞的研究表明,當人的大腦產生某種意念後,它會發出不同的腦電波,如何採集、捕捉到這些信息,成了這項研究的關鍵一步。由於腦電信號十分微弱,僅僅相當於一節乾電池的幾百萬分之一。必須首先把大腦發出的信號放大若干倍,然後採集系統才能清晰地捕捉到大腦的準確思維活動。戴在王博頭上的那個“電極帽”,就是一個“腦電波收集器”。帽子上的若干個電極貼到頭皮上,能夠捕捉到人的大腦在進行思維活動是所產生的十分微弱的腦電信號。此前的研究證明:人在進行思維活動時,腦電信號是有變化的,電極帽就是在捕捉到這些不斷變化的腦電信號後,輸送到電子計算機內,進行放大、處理,然後通過設計好的程式經過計算,從而識別出人的大腦所發出來的各種命令,然後,計算機就“明白”了人的大腦所表達的意思,便向外界的其他裝置——也就是被控制的對象,發出指令,安裝在這些可控裝置上的設備接受到指令後,便會“乖乖地”服從指令,從而完成人腦把意識變成物質的過程。
牐牼莞呱峽教授介紹,1999年,他們便在國際上較早地完成了解讀視覺腦區信號的“腦機接口系統”,並創造了利用視覺信號於外界裝置之間每分鐘60比特的最高通訊速度,亦即每分鐘可以用腦電波想計算機輸入18個數字。通過這套裝置,人們可以僅憑思維活動,就能夠在一分鐘內撥出一個手機號碼。而當時國際上同類研究機構的同類系統,一般僅能完成25比特的通訊速度。
牐1999年9月,高上凱教授趕赴美國參加一個國際學術研討會。在這次研討會上,她發表了一篇圍繞這個科研思路所形成的論文。由此,這種brain-computer interface (bci)或brain-machine interface (bmi)的尖端技術,在第一次確定了漢語的準確表述方式——“基於腦電信號的腦機接口技術及裝置研究”,簡稱“腦機接口技術”。
牐犞後,這個科研項目由於其尖端的學術地位和無法估量的經濟及社會效益,獲得了國家自然科學研究基金的經費支持,同時,又先後被列為“十五”和“十一五”國家科技攻關計畫“醫療器械關鍵技術研究及重大產品開發”項目。
牐2001年10月份,腦機接口技術的演示裝置——“環境控制器”,終於在無數次的試驗後成型了,同時也能夠進行更複雜的試驗了,於是,他們便聯絡了北京康復醫院,在王博先生的配合下,第一次把腦機接口技術,套用於臨床試驗。
牐犕醪┙黿鱟在輪椅上“動動腦子”,就達到了控制滑鼠、控制電視各個按鍵的目的,這項技術經過完善後,將來最終實現蘊含著高上凱等這些專家學者們一腔博大愛心的、“讓全癱病人也能上網”的初始目的,為期不遠了……
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牐犓與爭鋒:“清華成就”占據全球“腦機接口”技術巔峰
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牐犌寤大學開發出來的腦機接口系統總共有三部分組成:電極帽、腦電波放大器和一台用來進行數據處理的計算機。繼由第一位受試者王博配合參與的那次試驗之後,高上凱教授和他的同仁們又把“環境控制器”作了更進一步的完善,從各個不同的角度,進行了多次試驗。並計畫將這三部分設備,精簡為兩部分,把腦電波放大器和數據處理器合併一起,置入一個電話機大小的盒子中。這樣,就為這套設備走出實驗室、最終通過產業化的渠道,造福於更多的癱瘓病人奠定了基礎。
牐犕時,清華大學神經工程研究所的專家們,為了獲得更多更嚴謹的有關腦機接口的試驗資料,又在中國康復研究中心、北京大學第三附屬醫院等醫療機構的協助下,開展了多次、多例試驗。僅2003年10月至12月,他們就選取了10名全癱病人,連續進行了一系列試驗,獲得了一組珍貴的試驗數據。這組受試者8位男性,2位女性;年齡最大的51歲,年齡最小的22歲;身體受損傷而導致全癱的原因有車禍、外傷、腦癱等多種原因,至受試時脊柱神經受損傷時間最長的3年,最短的5個月,手指肌力均為0級,手、臂均完全失去了一切自主活動功能。面對這些情況各異的受試者,腦機接口技術在他們身上的全部實現了預期的試驗效果。
※本文作者:老槍※