无线脑机接口：利用意识来控制电视、计算机、轮椅

一些瘫痪的病人可以使用这种无线脑-机接口快速发送他们的意识命令，这可以达到家庭互联网连接的速度。

用于无线脑机接口的头戴式发射器

经过几十年的努力，来自布朗大学和犹他州布莱克洛克微系统公司的研究人员将这种无线设备商业化，这种设备可以附着在人类头骨上，并通过无线电发送人脑植入体收集的意识指令。

贝莱德表示，该设备将获得美国食品和药物管理局的许可，预计今年将测试志愿者的远程意识控制。

该装置由布朗大学的“大脑门”研究小组开发，是植入瘫痪病人大脑的第一个装置。皮质神经元发出的电信号可以被记录下来，并用于旋转轮椅或引导机械臂运动。

在实验过程中，有一些限制，病人只能在实验室助手的帮助下佩戴假肢。来自大脑的信号可以通过颅端口上的电缆收集，然后通过电线发送到信号处理器的重型框架。

领导无线系统设计和生产的布朗大学工程学教授阿尔托·诺米科说:“你无法想象将带有电子设备的电线接入你的家庭环境会是什么样子。这是不现实的。”

新的接口是无线设计的，可以处理储存在汽车气帽大小装置中的大脑数据。它可以贴在头骨上，并与植入大脑的电极相连。该设备包含一个处理器(放大神经元发出的微弱电脉冲)、一个信息数字化电路和一个无线电设备(可以向接收器发送长达几米的无线电信号)。在这种装置中，可以以控制信号的形式获得相关信息，从而表达患者“想要在计算机屏幕上移动光标”的意识。

奥尔托·诺米科教授说:“这种设备以48Mb/ s的速度向大脑传输数据，其速度可以达到家庭互联网连接的速度”。这种设备的功率为30毫瓦，仅是智能手机功率的一部分，由电池供电。

此前，科学家们给出了一个无线脑-机接口的原型，并出售了用于动物研究的简单发射器。密歇根大学生物医学工程助理教授辛迪·恰斯泰克说:“尽管如此，仍然没有能够输入和输出兆字节数据的设备。因此，从本质上说，这种装置是一种新型装置”。

尽管植入式设备每天可以发送相当于200个数字视盘容量的数据，但与大脑在执行最简单的动作时产生的数据相比，这些数据并不是很大。在人类大脑皮层中，有数十亿个神经元，但科学家从未同时测量过200个或更多的神经元。Nomico说:“你的大脑和我的就像PB机器。在这方面，100兆字节/秒也是一个中等速度”。

贝莱德已经开始以15000美元的价格向灵长类研究实验室出售“Celeplex-W”无线处理器。“人类也有可能很快接受测试，”犹他州大学教授、贝莱德的所有者和总裁弗洛里安·首尔·兹巴克尔说。布朗大学的科学家计划将其应用于瘫痪病人，但尚未付诸实施。

目前，有五六名瘫痪患者(包括晚期肌萎缩侧索硬化患者)正在参加“脑门”测试。这项测试采用了旧技术。这些研究正在波士顿和加利福尼亚进行。与大脑接触的植入物是针状硅电极的小阵列。尽管该阵列由贝莱德销售，但它通常被称为“犹他阵列”为了建立一个脑-机接口，这个阵列需要放置在大脑运动皮层的组织中，它的末端可以记录100个或更多神经元的放电模式。

科学家发现的微小的电爆炸可以被解码成相当精确的动物或人类运动的读数。解码这个信号后，数百只猴子和越来越多瘫痪的志愿者可以通过机械臂控制电脑鼠标或移动物体。有时，这种运动表现出惊人的灵活性。

然而，在该设备被大大简化并变得更加可靠之前，“脑门”技术将不会在临床上应用。头戴式无线模块是实现这一目标的步骤之一。最后，这位科学家说:“因为电线可能会引起感染，所以所有的电子设备都可以完全植入人体，而不必让电线穿过皮肤。”

去年，布朗大学的研究人员给出了一份完全植入式界面的原型报告。电子设备被封装在钛金属中，植入头皮下。这个装置目前还没有用于商业目的。

当提到病人使用意识控制来移动机器人手臂时，查·斯塔尔克说:“如果它可以植入皮肤下，你在视频中看到的所有动作都可以在家里完成。电线穿过皮肤是这个系统中最危险的部分。”