标题 | 《心情散文》脑机对接:凭“思维”支配一切 |
范文 | 聚在一起的高上凯、洪波、高小榕等学者,听了张继坚的感叹后,立即沿着这个话题开始讨论,他们在设想着能不能把此前他们的脑电信号处理领域的研究成果,根据实际应用剥离、分割出一部分,开发出一个什么装置,解决因肢体原因导致残疾人无法上网的实际问题。 形成一个研究思路后,高上凯教授和她的同事们立即组建了一个课题小组,并请一位名叫程明的博士生开始在以前的研究基础上,进行先期试验。 以往的研究表明,当人的大脑产生某种意念后,它会发出不同的脑电波,如何采集、捕捉到这些信息,成了这项研究的关键一步。由于脑电信号十分微弱,仅仅相当于一节干电池的几百万分之一。必须首先把大脑发出的信号放大若干倍,然后采集系统才能清晰地捕捉到大脑的准确思维活动。戴在王博头上的那个“电极帽”,就是一个“脑电波收集器”。帽子上的若干个电极贴到头皮上,能够捕捉到人的大脑在进行思维活动是所产生的十分微弱的脑电信号。此前的研究证明:人在进行思维活动时,脑电信号是有变化的,电极帽就是在捕捉到这些不断变化的脑电信号后,输送到电子计算机内,进行放大、处理,然后通过设计好的程序经过计算,从而识别出人的大脑所发出来的各种命令,然后,计算机就“明白”了人的大脑所表达的意思,便向外界的其他装置——也就是被控制的对象,发出指令,安装在这些可控装置上的设备接受到指令后,便会“乖乖地”服从指令,从而完成人脑把意识变成物质的过程。 据高上凯教授介绍,1999年,他们便在国际上较早地完成了解读视觉脑区信号的“脑机接口系统”,并创造了利用视觉信号于外界装置之间每分钟60比特的最高通讯速度,亦即每分钟可以用脑电波想计算机输入18个数字。通过这套装置,人们可以仅凭思维活动,就能够在一分钟内拨出一个手机号码。而当时国际上同类研究机构的同类系统,一般仅能完成25比特的通讯速度。 1999年9月,高上凯教授赶赴美国参加一个国际学术研讨会。在这次研讨会上,她发表了一篇围绕这个科研思路所形成的论文。由此,这种brain-computer interface (bci)或brain-machine interface (bmi)的尖端技术,在第一次确定了汉语的准确表述方式——“基于脑电信号的脑机接口技术及装置研究”,简称“脑机接口技术”。 之后,这个科研项目由于其尖端的学术地位和无法估量的经济及社会效益,获得了国家自然科学研究基金的经费支持,同时,又先后被列为“十五”和“十一五”国家科技攻关计划“医疗器械关键技术研究及重大产品开发”项目。 2001年10月份,脑机接口技术的演示装置——“环境控制器”,终于在无数次的试验后成型了,同时也能够进行更复杂的试验了,于是,他们便联络了北京康复医院,在王博先生的配合下,第一次把脑机接口技术,应用于临床试验。 王博仅仅坐在轮椅上“动动脑子”,就达到了控制鼠标、控制电视各个按键的目的,这项技术经过完善后,将来最终实现蕴含着高上凯等这些专家学者们一腔博大爱心的、“让全瘫病人也能上网”的初始目的,为期不远了…… 谁与争锋:“清华成就”占据全球“脑机接口”技术巅峰 清华大学开发出来的脑机接口系统总共有三部分组成:电极帽、脑电波放大器和一台用来进行数据处理的计算机。继由第一位受试者王博配合参与的那次试验之后,高上凯教授和他的同仁们又把“环境控制器”作了更进一步的完善,从各个不同的角度,进行了多次试验。并计划将这三部分设备,精简为两部分,把脑电波放大器和数据处理器合并一起,置入一个电话机大小的盒子中。这样,就为这套设备走出实验室、最终通过产业化的渠道,造福于更多的瘫痪病人奠定了基础。 同时,清华大学神经工程研究所的专家们,为了获得更多更严谨的有关脑机接口的试验资料,又在中国康复研究中心、北京大学第三附属医院等医疗机构的协助下,开展了多次、多例试验。仅2003年10月至12月,他们就选取了10名全瘫病人,连续进行了一系列试验,获得了一组珍贵的试验数据。这组受试者8位男性,2位女性;年龄最大的51岁,年龄最小的22岁;身体受损伤而导致全瘫的原因有车祸、外伤、脑瘫等多种原因,至受试时脊柱神经受损伤时间最长的3年,最短的5个月,手指肌力均为0级,手、臂均完全失去了一切自主活动功能。面对这些情况各异的受试者,脑机接口技术在他们身上的全部实现了预期的试验效果。 |
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