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中新网北京9月15日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-神经科学》最新发表一篇脑机接口研究论文称,研究人员研发出单个脑植入装置,可同时解码瘫痪患者的言语和手势,这一研发成果推动了脑机接口的进步,有望帮助瘫痪患者以更自然的方式进行交流。

该论文介绍,人类的自然交流经常结合言语与手势,例如挥手、点头或其他上半身动作。中风和神经退行性疾病,如肌萎缩侧索硬化症,可能同时损害言语和身体运动能力,削弱患者的社会交往能力。脑机接口旨在将脑活动转化为操控外部设备的指令,从而恢复丧失的功能,但此前的研究大多分别聚焦于言语或运动。
在本项研究中,论文通讯作者、美国加利福尼亚大学旧金山分校Edward F. Chang与同事一起,使用置于感觉运动皮层上方的脑植入装置,记录了3名声道和肢体瘫痪参与者的神经活动。研究表明,单个植入装置能够采集与多种运动类型相关的信号,包括上肢运动和与言语相关的嘴部及面部运动,如耸肩、握拳挥动或点头。
随后,论文作者在其中两名参与者中使用并行的言语和手势解码器,驱动一个全身虚拟形象:参与者被要求尝试做出特定手势、回应对话提示,或同时完成两者。在对话任务中,该脑植入装置系统准确解码了两名参与者的言语和手势:其中一名参与者在三个对话任务区块中,言语和手势解码的中位准确度均达到100%。
论文作者指出,他们的这项研究发现,同时使用言语和手势数据训练系统可提高性能并减少错误。不过,在该脑机接口技术可投入应用之前,后续还需纳入更多参与者,并使用规模更大的词汇集和手势集进行测试。(完)