通过手写高性能脑到文本通信
Francis R Willett1,2,3, Donald T Avansino4, Leigh R Hochberg5,6,7,8
1Howard Hughes Medical Institute at Stanford University, Stanford, CA, USA. fwillett@stanford.edu.
Nature
|May 13, 2021
概括
这项研究引入了一个脑电脑接口 (BCI), 解码手写的动作, 以恢复患者的沟通. 这种新型的BCI实现了与智能手机相比较的打字速度, 显著提升了辅助技术.
科学领域:
- 神经科学
- 生物医学工程
- 康复技术
背景情况:
- 脑电脑接口 (BCI) 对于重症运动障碍患者恢复沟通至关重要.
- 目前的BCI主要集中在粗体运动技能上,限制了沟通速度和灵巧度.
- 恢复像手写这样的灵巧动作可以显著提高沟通速度.
研究的目的:
- 开发和评估一种能够实时解码手写运动的皮质内BCI.
- 评估这种新型BCI系统可以实现的通信速度和准确性.
- 探索复杂,灵巧的动作与简单的运动任务的理论基础.
主要方法:
- 开发一种针对运动皮质神经活动的皮质内BCI系统.
- 使用循环神经网络来解码手写的动作.
- 在实时翻译解码神经活动到文本.
主要成果:
- 一位的参与者通过BCI系统在线打字速度达到每分钟90字,准确率为94.1%.
- 离线准确度超过99%的通用自动校正系统.
- 取得的打字速度超过之前报道的BCI性能,接近智能手机的典型打字速度.
结论:
- 这项研究表明使用BCI解码快速,敏捷的手写动作是可行的.
- 开发的BCI为恢复通信提供了一种新方法, 显著提高了患者的速度和准确性.
- 手写,一个时间复杂的运动,可能比更简单的点对点运动更容易接受BCI解码.
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