一种读懂大脑的新型沟通方式

一种读取大脑的新型通信方式

2008/05/01

AIST：一种读取大脑的新型沟通方式 AIST 的脑电波分析研究正在为疑难杂症患者的沟通铺平道路。

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梦想技术能够读取您头脑中的想法

脑机接口（BMI）是一种直接将大脑与机器连接起来，破译头脑中的想法，并在不使用声音或动作的情况下控制计算机的技术……就像科幻电影中的东西。该技术正在福利、体育等领域实现商业化。
例如，在福利领域，有些患者由于事故后遗症或肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 等不治之症而难以与周围的人沟通，因为他们无法移动或说话，尽管他们有想要在脑海中传达的感受和要求。通过使用BMI，这些人将能够向护理人员传达患者自己的意图，预计将减轻护理场所的负担。
然而，另一方面，这些BMI在实际应用中存在许多问题，例如价格昂贵、设备庞大、操作困难等。此外，某些类型需要通过手术将电极植入头部以测量大脑中的微弱电流，因此很难说它们是安全的或易于使用的。

开发了一种革命性的思想交流设备

同时，革命性的BMI已经开发出来，可以用紧凑的设备测量脑电波，而不会对身体造成任何伤害，脑电波可以准确破译，破译所需的时间很快，并且可以传输的信息丰富多样。 2010年，AIST人类生命技术研究所神经技术研究小组推出了神经通讯器。
NeuroCommunicator的脑电图非常小，大约是手机大小的一半，通过佩戴附有脑电图的头套，可以从头皮上方测量脑电波。患者从计算机屏幕上显示的通信菜单中选择他或她想说的话。此时，患者选择哪一项是通过分析脑电波来确定的。当候选项目被随机照亮时，当患者选择的项目亮起时，患者的脑电波会发生变化。这些变化是使用 AIST 开发的“大脑意图解码算法”进行分析的。这使得快速准确地推断意图成为可能。

简单的选择方法允许自然的沟通

此外，神经通讯器的革命性不仅在于其分析脑电波的方法，还在于其传达意图的方法。迄今为止，大多数使用BMI的通讯技术都是基于单字符输入方式，即使是多项选择方式，做出单项选择也往往需要10秒以上。要传达的信息越长，错误选择的情况就越多，而且测量脑电波所需的时间也较长，使得顺畅的沟通变得困难。另一方面，对于神经通讯器来说，选择一个项目只需要 3 到 5 秒。如果您选择第一个屏幕上显示的八个沟通类别中的一个，例如“饮食”、“身体护理”和“感受”，接下来会显示更详细的项目。通过选择每个级别的项目，您可以详细传达患者的意图和情绪。即使进行简单的计算，如果重复选择 3 次，也可以选择 512 种（8 的 3 次方）种消息类型。此外，在实际交换意图的过程中，屏幕上显示的化身成为患者的另一个自我，并说出分析后的信息。这样，更自然的沟通就成为可能。

神经通讯器走向实际应用

神经通讯器的实际应用是一直难以顺利沟通的护理人员和疑难杂症患者家属热切期盼的。然而，神经通讯器实际上用于普通家庭和病房，那里会产生各种电噪声，如空调、冰箱和电视。在这样的环境下测量微弱的脑电波是极其困难的。 AIST 的一个研究小组设计了一种新的特殊电磁屏蔽方法来解决这个问题。临床研究原型目前已接近完成，自 2014 年春季以来，使用最新设备的监测实验已开始在患者身上进行。
神经通讯器可以说是肌萎缩侧索硬化症（ALS）和闭锁综合症（TLS）等疑难杂症患者的救世主，也是因意外事故而失去行动和言语自由的患者的救世主。如果投入实际使用并变得更容易使用，将对改善患者的生活质量（QOL）有很大帮助。