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腦機接口的新突破——“入耳式”
2023年7月28日 14:17瀏覽：2217 評論：2
腦機接口（Brain-computer interfaces，BCIs）代表了一個突破性的技術領域，它彌合了人類大腦和外部設備之間的差距。這些接口使大腦和計算機之間能夠直接通信，允許個人以思想來控制機器并進行交互。腦機接口有可能改變人類生活的各個方面，從醫療保健、通信到游戲和各種輔助技術。
腦機接口最有前景的一個方面是在醫療保健領域。對于那些有嚴重運動障礙的人，如癱瘓或閉鎖綜合征的人，腦機接口提供了恢復溝通和行動的可能性。這些接口可以讓用戶用意念控制假肢、機器人外骨骼甚至輪椅，從而顯著提高他們的生活質量。
但這種技術的潛力遠不僅僅為殘障人式的提供幫助。例如，在游戲和娛樂行業，腦機接口開辟了沉浸式體驗的新維度。玩家可以通過意念與虛擬環境互動、控制角色或操縱游戲中的物體，將整體游戲體驗提升到前所未有的水平。
鑒于該技術的廣泛適用性，使其在外形上便攜是一個重要的目標。然而，目前最常見的設備類型是基于帽子或頭帶的，這在日常使用情境下并不完全實用。或者利用基于微針的侵入性方法，但這可能導致炎癥風險和對軟組織的不可逆損傷。為了廣泛采用腦機接口技術，顯然需要更好的選擇。
由清華大學研究人員領導的一個研究小組最近所做的工作可能會使腦機接口領域發生重大變化。他們開發了一種軟的、適形的耳內生物電子設備，可以穩定地記錄腦電圖(EEG)測量結果。它是舒適的，適應每個人獨特的解剖結構，關鍵的是，它不會干擾正常的聽力。
這種被稱為SpiralE的螺旋形腦機接口被輕輕擰入耳道，在電熱驅動下，它會沿著聽道自適應地擴張。這一動作確保電極與皮膚表面良好接觸，同時最大限度地減少與耳道壁的摩擦。螺旋的中心被掏空，讓聲波正常通過，柔軟的材料設計防止了回聲，否則會扭曲聲音。
為了評價SpiralE的有效性，進行了一系列的實驗。在第一次試驗中，研究人員向受試者展示了各種視覺模式，并要求他們將注意力集中在這些模式上幾秒鐘。在這段時間內，測量結果從設備中被捕獲，并與基于先前研究的預期大腦活動模式進行比較。觀察到的數據證實了耳內電極在所有情況下的有效性。類似的實驗是用聲音刺激進行的，這讓研究小組對他們的系統更有信心。
在不久的將來，SpiralE技術的準確性和離散性有可能幫助用戶友好的生物醫學工程和神經科學應用的發展。研究小組看到了許多用例，從將思想轉化為文本和控制設備到虛擬現實和記憶增強。
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