某种程度来说，BCI在帮助人类对抗系统性熵增…
脑机接口 (BCI) 是一种系统，它使信息能够直接在大脑和外部设备（如计算机、智能手机或机器人肢体）之间流动。BCI 包括记录大脑信 的硬件，最常见的是由大脑中的神经元产生的电信 ，以及分析这些信 中的特征并将它们转换为命令以执行所需操作的软件。BCI 的主要应用是恢复患有神经系统疾病或受伤的人的运动或交流等能力。
位于洛杉矶的数据科学公司 AE Studio 正在开发机器学习算法，以扩展 BCI 实时解释大脑活动的能力。AE Studio 的首席神经科学家和加州理工学院的研究科学家萨姆纳·诺曼介绍了该公司的使命，即开发能够增强人类能动性的软件。
在实验室：AE Studio 的萨姆纳·诺曼及其同事正在开发用于脑机接口的尖端软件
您能描述一下 BCI 背后的基本思想吗？
大脑包含多达 800 亿个神经元，每个神经元有多达一千个突触。这是一个非常复杂的机器。所以解释提取的信 实际上是一个非常复杂的问题。我们使用机器学习算法来解码信息。但是一旦你解释了大脑活动，你就可以使用它。这可以像控制计算机屏幕上的光标一样简单，或者您可以放大到与机器人肢体进行交互，这是大脑可以想象的任何事情。
当前 BCI 研究的主要焦点是什么？
近年来，已经开始努力从学术界转化为工业界。一项商业研究集中在基于电极的技术上，这些技术可以感知大脑的电活动。
通常，最高性能的 BCI 是皮质内的，其中电极被植入皮质本身。一家名为 Synchron 的公司正在研究如何通过将支架插入现有脉管系统来将电极插入大脑，然后将支架蜿蜒进入大脑并将其自身植入运动皮层附近。埃隆·马斯克 的公司 Neuralink 正在使用非常细的线电极来创建具有极高通道数的完全可植入、完全无线系统。
在学术方面，研究人员正在开发新的传感方式，远离植入电极。例如，光泵磁力仪可以感应大量神经元一起放电产生的磁场。我的一些研究涉及使用超声波来检测单个红细胞响应神经活动的运动。
AE Studio 最近宣布与 黑石神经科技 合作，旨在明年发布第一个商业 BCI 平台。黑石在开发什么？
黑石使用犹他州阵列，这是一种植入大脑的电极阵列，最初来自犹他大学。在过去的 20 年里，它在学术界得到了发展，在安全和成功方面有着长期的记录。黑石的目标是将其打包成患有严重瘫痪（晚期 ALS、脊髓损伤等）的人可以用来控制计算机化设备的东西，例如屏幕上的光标。
解码预期的方向——移动操纵杆在屏幕上输入字母——可能会令人沮丧和缓慢。来自斯坦福大学的一个小组的一个有趣的应用程序可以对想象中的笔迹进行解码。瘫痪的病人，有时几十年无法移动，他们会尝试像他们在瘫痪前的记忆一样写作。BCI 设备解码这些信息的速度几乎和你我写的一样快。这是一种令人难以置信的快速沟通方式。
AE Studio 是如何参与这个项目的？
学者们提出了绝妙的想法，我们希望将这些想法带入一个可靠的 BCI，让数百万人可以使用和信任。我们使用良好的数据科学实践来提高设备性能，但我们也希望改善用户体验。这包括更快和更不频繁的校准，例如，人们花更多的时间手写，而更少的时间训练解码器。
我们还需要能够快速适应用户大脑变化或开发新技能的模型。这是 BCI 中的一个大问题，模型需要不断地重新校准。AE Studio 可以很好地长期稳定这些模型。
这些是“创建软件以增加人类能动性”的例子吗？
是的，这完全正确。在短期内，我们所说的增加人类能动性的意思是恢复失去对身体控制权的人的功能。但与每一项新技术一样，BCI 也有可能的缺点，即d 我们希望尽早意识到这些。
例如，这些机器学习算法受益于来自许多人的大量数据的训练。但是，您如何在不损害他们隐私的情况下汇集从数千或数百万用户那里获得的知识呢？因此，我们正在考虑保护用户数据的巧妙方法，同时还能够共享这些复杂的模型并使用 区用例对其进行更新。
我们希望与包括学术界、商业团体和用户自己在内的 区合作，创建设备，其中用户数据被加密并保存在防火墙后面，理想情况下甚至永远不会离开用户的设备。这些是我们现在正在整合的各种原则，并且刚刚开始了解这在软件中意味着什么
BCI 硬件的发展如何造福于人们？
如今，电极带来了一些风险，因为将它们植入大脑本身会损害脑组织。理想情况下，我们将完全在大脑之外，特别是在大脑保护膜硬脑膜之外。
如果你可以让 BCI 手术变得如此简单，以至于它可以有效地堵住颅骨上的一个洞，但从不接触大脑，那么它就变成了一个简短的门诊手术，看起来不像脑部手术。我认为，这就是未来应用程序开始扩展的地方，因为这样用户群就会不仅仅是患有严重瘫痪的人。一旦你遇到这些情况，那么即使是轻度到中度的生活质量改善也开始变得很有意义。
未来几年内可能会在临床上引入哪些其他 BCI 应用？
在短期内，向前迈出的一大步是增加渠道数量。还记得那 800 亿个神经元吗？一个犹他州的数组一次只能记录几百个神经元。能够从数万或数十万个神经元中记录下来，并对患者可以解码的运动意图保真度类型开辟了更大的可能性。例如，解码预期语音正处于我们今天可以做得很好的事情的风口浪尖，但它还没有为商业化做好准备。
从中期来看，会有新的、侵入性较小的技术。例如，经颅磁刺激在临床应用和疗效方面开始增长，用于治疗抑郁症。一家公司正在为中风患者进行基于脑电图 (EEG) 的运动康复——这是一种非侵入性 BCI。
从长远来看，你可以创造出能够在身体或血液中移动的纳米材料，或者将 BCI 与基因和分子工程结合起来。你也可以放大这些技术的能力，以便它们开始感知与某些疾病相关的单个细胞或细胞类型，而不是感知广泛的信 。他们可以在整个大脑中做到这一点，而不仅仅是在电极的微小范围内。现在您开始开放将药物输送到目标区域而没有副作用的能力。可能性变得无穷无尽。
这确实是神经技术最令人兴奋的事情，而我们才刚刚开始。
原文：Tami Freeman
编译：CyberDaily
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