美科学家利用脑皮层电图技术实现心机交互(图)
普通脑电图监测。采用脑皮层电图技术比普通脑电图技术所得到的电极信号更精确，因为普通脑电图监测仅仅是将电极放置于头皮之上。
新浪科技讯 北京时间1月2日消息，据美国《每日科学》网站报道，美国梅约医学中心神经科学家近日在脑电波感应领域取得重大研究突破。在试验中，神经科学家成功地利用“心机交互界面”技术和脑皮层电图监测技术在计算机显示器屏幕上“想”出了字符。当脑电波聚焦于一组字符中的“q”字符时，显示器屏幕上就出现了“q”。
在近期召开的“美国癫痫病学会年会”上，梅约医学中心的神经科学家公布了这一研究成果。研究人员认为，这一成果代表了他们向“心机交互界面”的终极目标迈出了坚实的一步。未来，“心机交互界面”技术将能够帮助患者彻底摆脱卢伽雷氏病、脊髓受伤等各种神经系统疾病的困扰，患者可以通过心灵控制自己的假肢。负责该项研究的首席神经科学家杰里-施博士解释说，“届时，美国将有200万人受益于这种基于‘心机交互界面’技术的辅助设备。尽管目前仅仅取得初步成果，但这却是最关键的一步，我们已经可以通过脑电波感应来完成某些特定的任务。”
施博士的研究团队还包括美国北佛罗里达大学的克鲁森斯基博士，他们决定首先在两名癫痫症患者身上进行试验。此前，这两名患者已经接受过脑皮层电图手术。在手术中，医生将电极直接放置于大脑皮层表面来记录由神经细胞所激起的电信号，这一过程需要借助开颅手术。目前，两名患者正在接受脑皮层电图监测。施博士之所以选择这两名患者进行“心机交互界面”技术研究，是因为在他看来这种直接接触大脑皮层的电极所得到的反馈信息比通过普通脑电图所搜集的信息更直接、更精确。在普通脑电图技术中，电极仅仅是放置于头皮之上。据施博士介绍，此前大多数研究心机交互技术的科学家都是利用普通脑电图技术。他说，“利用普通脑电图技术和利用脑皮层电图技术，两者之间存在很大差别，所能够搜集到的信息的质量也完全不一样。头皮和头颅骨会散射和扭曲信号，就好象地球大气层会使星光变得模糊一样。这也是为什么心机交互技术研究进展如此缓慢的原因。”
由于两名患者脑袋中已经被置入了脑皮层电图电极，因此研究人员就可以很容易利用这个便利来测试他们的“心机交互界面”系统。在试验中，两名患者坐于一台计算机的显示器前，该计算机上正运行着“心机交互界面”系统的软件。这种软件主要是用来翻译由脑皮层电图电极所发出来的电信号。首先，研究人员请患者抬头看显示器屏幕。在屏幕上有一个由单一字符所组成的6*6矩阵，矩阵的各个方块中都会显示一个字符，而且一次只会显示一个字符。然后，研究人员请患者盯住一个特定的字符，这时计算机软件就会记录下患者的脑电波信息。接下来，计算机将每个患者特定的脑电波与“心机交互界面”系统进行校准和调整。调整后，当患者再盯住某一字符时，该字符就会很快出现于显示器屏幕之上。
施博士表示，“我们现在已经可以预测患者心里所想的字符了，而且准确率接近100%。我们的成果已经超越了此前利用普通脑电图所取得的心机交互成果，而且我们的方法更准确。这种技术将来可能会产生一种传输速率更快的通讯方式。我们的目标是，找到一种更有效、更稳定的利用脑电波执行某些特定任务的方法。”
当然，这项技术目前尚处于初期阶段。施博士也承认，要想使得这项技术完美化，就必须让患者接受开颅手术。此外，研究人员目前还没有明确究竟需要在大脑中置入多少根电极。不同的患者拥有不同的脑电波，因此计算机软件也必须要进行相应的校准和调整。施博士说，“这些患者还需要一个计算机来翻译他们的脑电波。不过，这种计算机将会变得越来越小，可以做成微小的芯片形式，这样就有可能容易置入。”
该项研究由美国国家自然科学基金会提供资助，并将继续开展下去。(彬彬)
