用意念在腦海里寫字，機(jī)械臂隔空在寫字板上一筆一劃寫出“浙江大學(xué)腦機(jī)接口”8個(gè)字。

4月23日下午，浙江大學(xué)腦機(jī)調(diào)控臨床轉(zhuǎn)化研究中心神經(jīng)疾病分中心發(fā)布了關(guān)于腦控漢字書(shū)寫的最新研究成果，志愿者只需想象正常的書(shū)寫過(guò)程，這個(gè)書(shū)寫過(guò)程可以被運(yùn)動(dòng)區(qū)的神經(jīng)元活動(dòng)反映出來(lái)，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)神經(jīng)信號(hào)的解析，可以獲得他所想象的書(shū)寫軌跡，并控制機(jī)械臂進(jìn)行書(shū)寫，成功實(shí)現(xiàn)了侵入式腦機(jī)接口控制機(jī)械臂書(shū)寫漢字。

據(jù)了解，用“意念寫字”的志愿者張大伯今年76歲，是一位車禍后高位截癱患者。他于2020年參與浙江大學(xué)腦機(jī)接口研究項(xiàng)目，成為我國(guó)首例侵入式腦機(jī)接口的臨床轉(zhuǎn)化研究的志愿者，可以通過(guò)意念完成喝水、進(jìn)食、握手等手部大關(guān)節(jié)動(dòng)作，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

浙江大學(xué)腦機(jī)調(diào)控臨床轉(zhuǎn)化研究中心神經(jīng)疾病分中心主任、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科張建民教授說(shuō)，此次最新研究主要集中在腦控漢字書(shū)寫的研究，成功實(shí)現(xiàn)了侵入式腦機(jī)接口控制機(jī)械臂書(shū)寫漢字。

“志愿者只需想象正常的書(shū)寫過(guò)程，這個(gè)書(shū)寫過(guò)程可以被運(yùn)動(dòng)區(qū)的神經(jīng)元活動(dòng)反映出來(lái)，我們通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)神經(jīng)信號(hào)的解析，可以獲得他所想象的書(shū)寫軌跡，并控制機(jī)械臂進(jìn)行書(shū)寫?！?/p>

浙江大學(xué)腦與腦機(jī)融合前沿科學(xué)中心研究員祁玉介紹，“我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，寫字的過(guò)程與大關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)有一個(gè)重要的區(qū)別，依賴于寫字的不同局部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其運(yùn)動(dòng)的大腦表達(dá)存在不同的模式切換，因此構(gòu)建了動(dòng)態(tài)的解碼模型，獲得了更好的效果?！?/p>

傳統(tǒng)腦機(jī)接口中，對(duì)于機(jī)械臂伸抓的控制原理是大關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的解析，而漢字書(shū)寫的過(guò)程是一種精細(xì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于復(fù)雜精細(xì)運(yùn)動(dòng)的高精度解碼目前還是難題。

張建民教授說(shuō)，漢字書(shū)寫的難點(diǎn)主要在于漢字是象形字，有復(fù)雜結(jié)構(gòu)；其次，大部分漢字筆畫(huà)較多，分類更難?！皩?duì)于漢字書(shū)寫的研究，我們團(tuán)隊(duì)從2022年暑期開(kāi)始部署，2023年實(shí)現(xiàn)了志愿者在線的腦控機(jī)械臂書(shū)寫的系統(tǒng)，從侵入式腦機(jī)接口的漢字書(shū)寫角度，我們第一次完成這個(gè)工作?！?/p>

浙大二院神經(jīng)外科副主任、功能神經(jīng)外科組組長(zhǎng)朱君明主任醫(yī)師介紹，腦控漢字書(shū)寫的研究突破，對(duì)那些外傷或中風(fēng)后的癱瘓病人，尤其像漸凍癥患者，喪失了運(yùn)動(dòng)和語(yǔ)言功能，如果能夠通過(guò)腦電信號(hào)的提取，來(lái)控制外部的機(jī)械設(shè)備，就可以寫出文字，和外界進(jìn)行溝通，滿足患者的溝通需求。隨著研究項(xiàng)目更進(jìn)一步的發(fā)展，將來(lái)或許可以涉及患者的肢體功能及語(yǔ)言功能重建，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口研究的臨床轉(zhuǎn)化。