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|恢复沟通、重塑触觉、双向接口，脑机接口爆发可期( 七 )


匹兹堡大学及合作研究团队展示了通过体感皮层的皮层内微电刺激（intracortical microstimulation）来恢复触觉感知反馈 ， 使得具有双向脑机接口的受试者能够改善其在由神经控制的假肢完成的功能性物体运输任务中的性能（图11） 。
|恢复沟通、重塑触觉、双向接口，脑机接口爆发可期
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图11 双向脑机接口系统
受试者在视觉反馈的基础之上 ， 结合微电刺激诱发的触觉感知 ， 能够更快的完成任务 。 这些结果验证了触觉在上肢控制中的重要性以及利用皮层内微电刺激恢复信息流以创建双向脑机接口的效用 。
3、信息安全
近年来 ， 与健康相关的物联网设备越来越流行 。 一方面 ， 用户可以方便了解自身的健康状况信息；另一方面 ， 这些信息也面临新的安全风险 。
乔治·华盛顿大学及合作研究团队研究了家用脑电系统的安全性 ， 发现NeuroSky App store中的156个脑机接口应用程序都容易受到近程攻击 ， 而且31个免费应用程序都容易受到至少一种远程攻击的攻击 。
此外 ， 该团队提出了一种联合循环卷积神经网络的深度学习模型 ， 能够从NeuroSky脑电设备中窃取的精简特征的脑电数据推测用户活动 ， 且推测精度可达70.55% 。
考虑到脑活动的高度私密性和重要性 ， 在实现脑机接口应用的过程中 ， 如何对脑活动数据进行有效安全的管理并制定相关标准规范是当下科研界和产业界都必须深入思考的关键一环 。
◆ ◆ ◆结论
2019—2020年 ， 脑机接口技术在理论分析、硬件实现、算法改进、场景应用等方面均取得了阶段性的研究进展 ， 对推动脑机接口技术的发展起到了重要的作用 。
目前脑机接口仍主要局限于复杂的实验室环境 。 对于侵入式脑机接口而言 ， 目前仍面临着人体排异反应及颅骨向外传输信息会减损这两大问题；
非侵入式脑机接口技术则朝小型化、便携化、可穿戴化及简单易用化方向发展 ， 非侵入式的技术在应用方面更有优势 。
随着神经科学、神经接口和机器学习技术的进步 ， 脑机接口领域正在迅速扩展 。 尽管目前而言 ， 脑机接口技术仍未达到自然交互的沟通速度和准确性 ， 但是 ， 随着各国对这项技术越来越重视 ， 相信脑机接口技术的爆发未来可期 。
本文近期将发表于《科技导报》 ， 欢迎关注订阅 。
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本文作者：陈小刚、高小榕、杨晨、陈菁菁
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陈小刚 ， 中国医学科学院生物医学工程研究所副研究员 。 主要研究方向为脑机接口 。 入选中国科协“青年人才托举工程” 。 目前担任中国生物医学工程学会青年工作委员会委员 ， 河北省数理医学学会青年委员会委员 ， 天津市医学影像技术研究会基础医学影像分会委员 。
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【|恢复沟通、重塑触觉、双向接口，脑机接口爆发可期】高小榕 ， 清华大学长聘教授 ， 中国生物医学工程学会医学神经工程分会候任主委 。 从事脑机接口（BCI）研究20年 ， 提出并实现了基于稳态诱发电位的BCI 技术 ， 该技术表现为传输率高和可识别目标多 ， 成为BCI 主要范式之一 。 发表学术论文百余篇 ， Google 学术检索引用次数超10000次 ， 2014-2019连续六年入选爱思唯尔中国高引学者榜 。


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