「脑机接口」的脑洞,还能怎样大开?

前段时间,科技狂人 Elon Musk 现场展示了 Neuralink 最新进展,和他的三只小猪一起冲上热搜。有人说这才是前沿科技,大呼一个全新时代要开始了;也有人说这便是霍金所说的外星人,马斯克也只是高配版贾跃亭罢了。

神经病学、精神病学和神经外科三大部门,同时关注病人护理和相关研究。 一个神经系统科学研究生项目,这一项目是一个由 UCSF 17 个基础科学和临床部门近 100 名教员组成的跨学科联盟。 UCSF 神经退行性疾病研究所,这是一个多学科研究中心,致力于寻找有效治疗阿尔茨海默氏病、额颞痴呆、帕金森氏病等神经退行性疾病的方法。

上文提到,这项研究来自于美国加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所。

地标魔表技术难度大,AI技术赋能游客、景区、文化传播

不难看出,研究团队通过稳定的信号监测,让大脑和机器学习系统随着时间的推移建立了稳定的“伙伴关系”。

植入了以后如何充电?数据中断怎么办?

就在最近,一组美国加州大学旧金山分校(UCSF)威尔神经科学研究所的科学家经研究证明,瘫痪患者通过大脑活动控制电脑光标的过程可以通过机器学习做到,无需大量的再训练。

可以看出,不少人将关注点放在脑机接口产品与大脑之间的关系是否稳定这一问题上,而这也是该领域研究人员一直以来想要做出的突破。

借助脑机接口恢复瘫痪患者运动能力、还原神经性疾病患者语音能力的报道已经屡见不鲜了,但阻碍脑机接口实际应用的一大局限便是可靠性。

在威尔神经科学研究所官网首页,有一句显眼的标语:

其实,在此起彼伏的褒贬声中,小朋友们有很多问号,比如:

ECoG 电极阵列能够长期、稳定地记录神经活动,并已被批准用于癫痫患者的疾病发作监测。

Karunesh Ganguly 博士曾获斯坦福大学化学学士学位、加州大学圣地亚哥分校医学博士学位(神经科学),并荣获科学家和工程师总统早期职业奖(PECASE)。

据悉,“快手网红文旅大会”于7月18日在洛阳正式启动后,作为此次“豫见快手,嗨在洛阳”活动特色之一,快手特别针对洛阳的天堂、龙门石窟、老君山3个景点,分别打造了隋唐幻境、鱼跃龙门、紫气东来3款地标AR魔法表情。

其中,威尔神经科学研究所神经病学副教授 Karunesh Ganguly 博士也参与了这项研究。

就未来的研究方向而言,论文作者之一、威尔神经科学研究所神经病学副教授 Karunesh Ganguly 博士表示:

随着时间推移,信号往往会转移或丢失。 电极穿透脑组织时,免疫系统会进行排异。

据 UCSF 官方介绍,此前脑机接口技术使用的是一种「针式电极阵列」,这种阵列可以穿透脑组织、获得更敏感的记录。但其缺点就在于:

一个 ECoG 阵列包括一块电极,大小就像是一张便利贴,手术中它可以放置在患者大脑表面。

而在“隋唐幻境”魔表中,在隋唐洛阳城国家遗址公园的天堂地标,一只金羽凤凰不断盘旋并最终立于塔顶,同时塔周围漫天金光闪闪,这一设计也与天堂原为武则天的礼佛堂等历史不无关系。

想象一下,一款产品每天都要重新设置和校准,还不能进入大脑的自然学习过程,就像一个人一生中每次骑自行车都要从头学起。

这背后的原理则是,长期闭环解码器能实现自适应,其中解码器权重可在多天内跨多个会话进行,因此实现了神经地图的合并和所谓的“即插即用”(原文是 plug-and-play)。不仅如此,控制特性(指长期维度堆叠)还会有所增加。

更新换代或者损坏维修的时候又得取出来吗?

伴随着嘹亮的军乐声,编队舰艇缓缓驶离码头。甲板上,官兵们精神抖擞、整齐列队,挥手告别。第三十六批护航编队由导弹驱逐舰贵阳舰、导弹护卫舰枣庄舰和综合补给舰东平湖舰组成,携带舰载直升机2架、特战队员数十名。编队抵达亚丁湾后,将与第三十五批护航编队接替。任务准备期间,编队严格落实疫情防控相关要求,科学筹划、周密组织,细化完善方案预案,针对性开展武力营救被劫持商船、反恐反海盗和实际使用武器等直前训练,进一步锤炼和提升了编队遂行任务能力。

因此,研究团队表示:

长期植入 ECoG 电极阵列

凭借着趣味的互动玩法,3款洛阳地标魔法表情一经推出就立即吸引大量快手用户进行短视频创作并积极分享作品。地标魔表通过将虚拟与现实进行紧密连接,为游客带来了更为沉浸式的体验,同时也让景点打卡记录变得更加生动,因为更好的传播效果而受到短视频创作者的欢迎。

随着时间的推移,患者大脑能够放大神经活动模式,从而有效地推动人工接口通过 ECoG 阵列消除效率低的信号,而这一过程正如大脑学习复杂任务的过程那样。

雷锋网原创文章,。详情见转载须知。

雷锋网(公众号:雷锋网)雷锋网雷锋网

我们下一阶段研究的关键目标是探索 ECoG 阵列对于更复杂的机器人系统(包括假肢)的长期控制。

此外,在另一款“鱼跃龙门”魔表中,在龙门石窟的龙门桥前,左有“洛阳龙门·金榜题名”金字,上有金龙飞天,下有鱼跃龙门,以美好的寓意成为“短视频圈新锦鲤”,吸引老铁观看、点赞相关短视频,一起沾福气。

脑机接口“即插即用”

看来,脑机接口真能“即插即用”了。

据 UCSF 介绍,在没有再训练的 44 天里,脑机接口的性能没有下降,患者甚至是连续几天不练习也保持住着此前的表现。

当前,全球新冠肺炎疫情仍在蔓延,防控形势异常严峻,但中国海军舰艇编队接力奔赴亚丁湾,维护世界和平之心坚如磐石。自2008年以来,经联合国授权,按中央军委命令,中国海军已先后派出36批舰艇编队执行护航任务,圆满完成6800余艘中外船舶护航任务,有效保证了国家海上重要战略通道安全,充分展示了负责任大国的良好形象,受到国际社会的广泛赞誉。任务官兵将始终牢记党和人民的重托,有效履行护航使命,为推动构建人类命运共同体、维护世界和平稳定作出积极贡献。(总台记者马培敏梁立虎)

大脑和机器学习系统“成为伙伴”

据悉,快手此前也曾针对北京的三里屯太古里、岳阳的岳阳楼、南昌的滕王阁、武汉的黄鹤楼等地推出多款地标建筑物AR特效,而此次则是快手首次在一座城市集中推出3款魔表。

努力解决与人脑相关的问题,减少神经和精神疾病的痛苦。

首个在瘫痪患者身上展示的“即插即用”脑机接口。

为此,研究团队的目标很明确:开发出一种无需重新校准而保持产品性能稳定的脑机接口技术。

例如,引发快手老铁热议的“紫气东来”魔表,就让网友们在欣赏到国家5A级旅游景区老君山的绝佳美景的同时,也能通过特效中的《道德经》等内容,了解到老君山因道教始祖老子归隐修炼于此而得名并成为道教圣地的历史背景。

业内人士表示,快手在行业内创新推出“AR魔表+景区+短视频”模式,不仅增强了游客的体验和UGC用户的创作灵感,更是通过AR魔表助力景区IP打造,以新奇潮酷的体验方式吸引到更多年轻消费者,同时赋能传统文化传播,利于景区所在城市的软实力输出。“地标AR魔表作为此次‘快手网红文旅大会’的一大亮点,将有助于进一步推广洛阳文旅资源。”

古今、虚实充分融合,地标魔表打造文旅传播新模式

秀美山水背后有什么人文历史?云雾缭绕会不会更有仙境的感觉?当下,旅游爱好者们已经不满足于简单拍照、拍视频的景点打卡方式,亟需更加多元的呈现方式。基于此,快手地标魔表将景点与其背后的文化符号充分结合,通过古今、虚实融合的方式,让广大网友可以更加深入地感受各地景色的独特魅力。

研究中,团队向瘫痪患者大脑长期引入了 128 慢性皮层脑电图(ECoG)植入物,从而稳定监测信号。

最初,研究人员每天遵循重置算法的标准做法,同时患者看着屏幕上移动的光标,想象脖子和手腕会做出的动作。慢慢地,计算机算法会自我更新,光标运动与由此产生的大脑活动相匹配。值得一提的是,大脑信号和机器学习增强算法之间持续相互作用,性能在较长的一段时间内都并未降低。

据悉,研究团队在此之前已经获得了在瘫痪患者脑中长期植入 ECoG 阵列的调查性器械批准,这一做法也是在测试 ECoG 阵列作为长期、稳定的脑机接口植入物是否安全有效。 

13日是印度第五届阿育吠陀(印度的一种传统医学)日。莫迪当天在视频会上还宣布将在古吉拉特邦和拉贾斯坦邦各成立一个阿育吠陀研究机构。他说,阿育吠陀是印度的遗产,希望全球传统医学中心能够成为一个全球健康中心。

此外,团队开发了一种脑机接口算法,利用机器学习将 ECoG 电极记录的大脑活动与用户预期的光标移动相匹配。

可以说,ECoG 阵列虽然比传统植入物的敏感度低,但其长期稳定性似乎弥补了这一缺陷。

上图展示的是一个 ECoG 电极阵列,ECoG 全称是 electrocorticogram,指「皮层脑电图」,即颅内的脑电图扫描。这是一种侵入的方式,植入电极、将电极直接置于大脑的暴露表面,从而记录大脑皮层的电信号,不论是手术环境还是术外环境均可使用。

目前,在#快拍洛阳# #快手网红文旅大会# #豫见快手嗨在洛阳#等话题标签下,已有众多老铁纷纷晒出使用了3款洛阳地标AR魔表的短视频作品。

设计出一种不会被束缚手脚的技术,切实改善瘫痪患者的日常生活,是我们一直以来希望看到的。实验数据表明,基于 ECoG 的脑机接口可能正是这种技术的基础。通过利用 ECoG 接口的稳定性和神经可塑性,我们为可靠、稳定的脑机接口控制贡献了一条思路。让人工学习系统适应大脑复杂的长期学习模式,是以前从未在瘫痪患者身上尝试过的。

印度政府高度重视传统医学发展,于2014年专门成立一个独立的部级管理机构——传统医学部,以保护和发展阿育吠陀、瑜伽和顺势疗法等传统医学。

记者了解到,对建筑物外型做特效适配技术难度并不小。据快手Y-tech的技术人员介绍,在魔表正式上线前,首先需要对景区标志性建筑进行数据采集并三维重建,然后再进行文化符号设计及制作并叠加效果氛围,最后还需利用算法对场景三维模型进行处理、优化场景解析算法、优化相机位姿算法,由此来进行全方面的性能优化。达到对三维场景稳定实时的检测与跟踪。同时结合快手自研的三维渲染引擎,快速实现各种炫酷的AR特效。

UCSF 对此的描述是:

基于已植入的 ECoG 阵列,研究人员尝试让瘫痪患者控制假肢和自己的手,结果是:患者可以借助植入物来控制屏幕上的光标。