18新利最新登入脑-机接口是如何工作的

今天脑机接口研究人员面临的最大挑战之一是接口的基本力学本身。最简单和最侵入性方法是一组电极——一个设备被称为一个脑电描记器(EEG)——附加到头皮。电极可以读取大脑信号。18新利最新登入然而,头骨街区的电信号,它扭曲了什么度过。

得到一个高分辨率的信号,科学家可以直接植入电极的灰质大脑本身,或表面的大脑,在头骨。这允许更直接接收电子信号,并允许电极放置在大脑的特定区域,生成适当的信号。然而,这种方法有很多问题。18新利最新登入它需要侵入性手术植入电极,和设备留在大脑长期倾向于导致灰质的疤痕组织的形成。这种疤痕组织最终块信号。

不管电极的位置,基本机制是一样的:电极测量电压神经元之间的差异。然后信号被放大和过滤。在当前BCI系统,然后由一个解释电脑计划,尽管你可能熟悉老模拟大脑x光照片,显示的信号通过笔自动写模式在连续的纸。

在感官输入BCI的情况下,函数会发生逆转。电脑转换信号,如从一个摄像机到所需的电压触发神经元。信号被发送到适当的植入大脑的区域,如果一切工作正常,神经元火和主体接收对应于相机所看到的视觉形象。

用另一种方法来测量大脑活动磁共振图像(MRI)。MRI是一个巨大的、复杂的设备。它产生的高分辨率图像的大脑活动,但它不能作为一个永久或暂时的BCI的一部分。研究人员用它来获得某些大脑功能或基准地图在大脑电极应放置来衡量一个特定的函数。例如,如果研究人员正试图植入电极,将允许有人来控制机械臂与他们的思想,他们可能首先把主体放在一个核磁共振,问他或她想把实际的手臂。MRI显示大脑的哪个区域是活18新利最新登入跃在手臂运动,给他们一个明确的目标电极位置。

所以,BCI的现实生活中的使用是什么?继续读下去,发现的可能性。

最令人兴奋的领域之一BCI研究设备的发展,可以由思想控制。这项技术的应用的一些看似轻浮,如控制的能力视频游戏的思想。如果你认为一个远程控制方便,想象和你的思想改变渠道。

18新利最新登入然而,这里有一个更大的图画——设备允许严重残疾人独立函数。四肢瘫痪,一些基本的控制电脑光标通过精神命令将是一个革命性的提高生活的质量。但是我们18新利最新登入怎么把那些微小的电压测量变成一个机械手臂的运动吗?

早期的研究使用猴子植入电极。猴子用操纵杆控制机械手臂。科学家们测量了来自电极的信号。最终,他们改变了控制机械手臂被控制的电极信号形式,而不是操纵杆。

一个更艰巨的任务是解释大脑信号的运动的人身体不能移动自己的手臂。有了这样的一个任务,主题必须“训练”使用该设备。脑电图或植入物,主体会想象结束他或她的右手。经过多次试验,软件可以学习与一想到hand-closing相关的信号。软件连接到一个机械手程序接收“手”信号和解释它意味着机器人的手应该关闭。在这一点上,主题考虑关闭手时,信号发送和机械手关闭。

类似的方法被用来操纵电脑光标,与主题思考,左、右光标的来回运动。有足够的实践中,用户可以获得足够的控制光标画一个圆,访问计算机程序和控制电视【来源:Ars Technica]。它理论上可以扩展到允许用户与他们的思想“类型”。

一旦将想法转换为计算机或机器人的基本机制完善,这项技术的潜在用途几乎是无限的。而不是机器人的手,禁用用户可以有机器人括号连接到自己的四肢,使他们能够移动和直接与环境交互。这甚至可以没有“机器人”来完成设备的一部分。信号可以被发送到相应的电机控制神经的手,绕过受损的脊髓和允许的实际运动主题的手。

下一页我们将了解人工耳蜗和人工眼发展。

最常见和最古老的方式使用BCI是一个人工耳蜗植入。对于普通人,声波进入耳朵,经过几个小器官,最终将振动传递给听觉神经电信号的形式。如果耳朵是严重受损的机制,这个人将无法听到任何东西。18新利最新登入然而,听觉神经可能运作得非常好。他们只是没有收到任何信号。

无功能的一部分的一个人工耳蜗绕过耳朵,声波进入电子信号进行处理并传递通过电极对听觉神经。结果:先前聋人现在可以听到。他可能不会听到完美的,但它允许他理解对话。

视觉信息的处理18luck手机登录大脑比这要复杂得多的音频信息,所以人工眼发展并不先进。18luck手机登录不过,原理是一样的。电极植入或附近的视觉皮层,大脑处理视觉信息的区域的视网膜。18luck手机登录一双眼镜拿着小相机反过来,被连接到一台电脑和植入物。在培训期间类似于一个用于远程思维控制运动,可以看到。愿景并不完美,但技术的改进提高了极大,因为它首次尝试在1970年代。延斯·瑙曼是第二代移植接受者。他双目失明,但现在他可以导航纽约的地铁自己甚至开车绕着停车场[来源:CBC新闻]。而言,科幻小说成为现实,这个过程会非常接近。终端连接相机眼镜瑙曼的电极的大脑类似于那些用来连接面罩(目视仪器和感觉器官)盲工程长鹰眼La Forge所穿的“《星际迷航:下一代”电视节18新利最新登入目和电影,它们都是基本相同的技术。18新利最新登入然而,瑙曼不是能够“看到”的看不见的部分电磁波谱。

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尽管我们已经理解了BCIs背后的基本原理,他们不完美的工作。这有几个原因。

BCI创新者

一些公司是BCI领域的先驱。他们中的大多数仍处于研究阶段,尽管一些产品应用。

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