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一种侵入性较小的技术 可解码大脑的意图

滚动浏览此页面时,您的大脑中正在发生什么?换句话说,您大脑的哪些区域处于活动状态,哪些神经元正在与其他人交谈,以及它们向您的肌肉发送了什么信号?

将神经活动映射到相应的行为是神经科学家开发脑机接口(BMI)的主要目标:脑部设备可读取和解释脑部活动并将指令传输到计算机或机器。尽管这看起来像是科幻小说,但是现有的BMI可以例如将瘫痪的人与机械臂连接起来。该设备可以解释人的神经活动和意图,并相应地移动机械臂。

BMI发展的主要限制是该设备需要进行侵入性脑部手术才能读出神经活动。但是现在,加州理工学院的一项合作开发了一种新型的微创BMI,可以读出与运动计划相对应的大脑活动。使用功能超声(fUS)技术,它可以以100微米的分辨率(单个神经元的大小约为10微米)准确地绘制大脑深部精确区域的大脑活动图。

新的fUS技术是创建侵入性较小但功能仍然强大的BMI的重要一步。

安德森实验室的博士后研究员,这项新研究的第一作者之一萨姆纳·诺曼说:“脑机接口的侵入形式已经可以使那些因神经损伤或疾病而失去运动的人恢复运动。”“不幸的是,只有少数几个瘫痪最严重的人才有资格并且愿意在他们的大脑中植入电极。功能超声是一种令人兴奋的新方法,它可以在不损害脑组织的情况下记录详细的大脑活动。我们突破了超声神经成像技术的极限,令我们兴奋的是它可以预测运动。最令人兴奋的是fUS是一项具有巨大潜力的年轻技术,这只是我们向更多人带来高性能,低侵入性BMI的第一步。”

这项新研究是由Richard Andersen实验室,James G. Boswell神经科学教授,领导力实验室以及天桥和Chrissy Chen脑机接口中心主任以及加州理工学院的Chrissy Chen神经科学研究所之间的合作。化学工程和传统医学研究所研究员Mikhail Shapiro教授。夏皮罗(Shapiro)是陈氏研究所(Chen Institute)的附属教员。

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