文／陳根
近年來(lái)，“腦機(jī)接口”作為前沿科技，一直頗受業(yè)界關(guān)注。
其中，將腦機(jī)接口設(shè)備以各種形式植入大腦，在先進(jìn)算法的支持下，將其電信號(hào)轉(zhuǎn)化為各種設(shè)備的控制輸入以控制體外裝置，從而治療一些疑難疾病，這被視為腦機(jī)接口一個(gè)極具潛力的前景。
事實(shí)上，早先美國(guó)國(guó)防部資助的項(xiàng)目就提出了“腦控機(jī)械臂”的需求，期望以腦機(jī)結(jié)合的手段幫助戰(zhàn)爭(zhēng)中那些 “缺胳膊少腿”的傷兵。借助于腦機(jī)接口和機(jī)械臂，讓他們能實(shí)現(xiàn)生活自理。
盡管腦機(jī)接口領(lǐng)域取得了很大進(jìn)展，但由于現(xiàn)有系統(tǒng)每天都要重新設(shè)置和重新校準(zhǔn)，它們無(wú)法利用大腦的自然學(xué)習(xí)過(guò)程。這就意味著，使用腦機(jī)接口設(shè)備控制體外裝置的患者需要反復(fù)地練習(xí)腦機(jī)接口設(shè)備，像是讓一個(gè)人從零開(kāi)始一次又一次地學(xué)騎自行車一樣。
每天都要開(kāi)始這一過(guò)程，則會(huì)嚴(yán)重限制可實(shí)現(xiàn)的控制水平。甚至可能需要數(shù)小時(shí)才能掌握腦機(jī)接口設(shè)備的控制權(quán)，這令參與者有時(shí)不得不完全放棄。
現(xiàn)在，加州大學(xué)舊金山分校威爾神經(jīng)科學(xué)研究所（UCSF Weill Institute for Neurosciences）的研究人員突破了這一局限，開(kāi)發(fā)出的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠幫助癱瘓個(gè)體學(xué)習(xí)使用大腦活動(dòng)控制計(jì)算機(jī)光標(biāo)，而無(wú)需每天進(jìn)行大量的再培訓(xùn)。
具體來(lái)說(shuō)，研究人員開(kāi)發(fā)了一種BCI算法，利用機(jī)器學(xué)習(xí)將ECoG電極記錄的大腦活動(dòng)與用戶期望的光標(biāo)移動(dòng)相匹配。最初，研究人員遵循每天重置算法的標(biāo)準(zhǔn)做法。參與者可以通過(guò)觀察屏幕上的光標(biāo)移動(dòng)來(lái)開(kāi)始特定的移動(dòng)。
逐漸地，計(jì)算機(jī)算法會(huì)自我更新，使光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)與大腦活動(dòng)相匹配，從而有效地將光標(biāo)的控制權(quán)傳遞給用戶。經(jīng)過(guò)足夠的研究，研究人員發(fā)現(xiàn)他們實(shí)際上可以關(guān)閉該算法的自動(dòng)更新功能，用戶只需插入并開(kāi)始每天使用它。
即使不進(jìn)行任何日常校準(zhǔn)，在44天的使用期內(nèi)，性能也不會(huì)下降，用戶也可以連續(xù)幾天不使用它，而且性能只會(huì)略有下降。
這項(xiàng)“即插即用”的技術(shù)是腦機(jī)接口領(lǐng)域一個(gè)重大突破，為腦機(jī)接口使用的持續(xù)性和便捷性提供了幫助，其研究已發(fā)表在《自然生物技術(shù)》雜志上。
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