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脑机 | 家中的脑机接口:来自 Blackrock Neurotech 的 Solzbacher 博士的访谈记录

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Blackrock Neurotech是一家位于盐湖城的医疗技术公司。该公司开创了一系列脑机接口技术。上一次 Medgadget(本文作者)和Blackrock Neurotech 谈论他们的实现了“思想转化为文本”的脑机接口产品还是一年前的事。但此后该公司与一家研究机构签署了开发便携式脑机接口 (BCI) 系统的协议。这种合作关系有可能使以下的场景在未来成为现实:患者能够在自己舒适的家中使用 BCI 设备。     

截止目前,类似技术仍然需要使用笨重的硬件设备,这意味着想要参与 BCI 系统试验的人们需要亲自到研究设施进行实地体验。这限制了此类试验的参与者,因为一个人能否参与实验的决定因素之一就是他们在地理上与此类研究机构的接近程度。这个新计划的目的是让更多的人能够利用这项技术,并最终使得这样的系统被用作瘫痪患者的常规辅助技术。

如今,Medgadge 有机会再次与 Florian Solzbacher 博士、Blackrock Neurotech 联合创始人兼董事长、犹他大学电气与计算机工程系教授和主席就这家公司的最新技术进行交谈。

Medgadget 的 Conn Hastings:

请给我们简要介绍一下 BCI 以及它们目前的使用方式。

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Florian Solzbacher,来自Blackrock Neurotech:

脑机接口 ( BCI ) 是测量来自人的大脑的信号,然后通过思想控制外部设备(比如计算机或假肢)的设备。有时它还可以向大脑发送信号来传达信息,例如调用触觉、听觉、视觉。对 BCI 进行分类的一种方法是将设备分为医疗(即帮助恢复失去的功能)和非医疗(消费者)BCI;另一种分类方式则是植入式和非植入式 BCI。迄今为止,植入式 BCI 仅在医疗应用中有所体现,并且往往具有更好的功能性能,因为通过使用植入式设备聆听单个神经元动作电位和局部场电位获得的数据具有更高的分辨率和更好的信息,

这些 BCI 系统由小型电子设备、硬件和机器学习软件组成,可将大脑信号解码并转换为数字命令,使人们能够控制计算机光标或机械臂等外部设备。

Blackrock 的 BCI 已在研究环境中实现了以下功能:可以恢复患有各种神经系统疾病和损伤(包括中风、瘫痪、ALS、肢体脱节)的患者的运动、感觉和沟通功能。目前,我们正在开发和测试针对失明、听力损失和其他限制人群的应用。

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虽然到目前为止我们的 BCI 仅通过研究渠道向患者提供,但我们相信该技术已准备好了,足以用于实际使用。因此我们计划在 2022 年向 FDA 提交我们的第一个商业 BCI 设备 MoveAgain。

Medgadget

迄今为止,是什么阻碍了便携式系统的发展?

Florian Solzbacher

阻碍便携式系统开发的技术挑战主要是, BCI 系统需要能够非常快速地记录和处理大量数据。这通常会转化为强大的计算能力,因此会产生大量的功耗和热量,这与便携式系统的标准产生了矛盾。

为了创建一个可行的便携式系统,我们选择从硬件方面着手,通过创建小型化低功耗设计和定制相应的微芯片,在获取或处理神经数据时降低功耗。而在软件方面,开发更高效的算法。

除了这些技术挑战之外,任何新技术的商业化都会带来挑战——从深入了解实际客户和市场需求开始,我们需要创建将产品交付给客户的途径,了解产品的支付方式、软硬件开发、开拓市场,因此前期投入相对较高。 

在我们努力创造第一个商业 BCI 产品的过程中,我们认为自己在应对这些挑战方面处于领先地位。

Medgadget

您认为在便携性这项技术会遇到哪些挑战?这是否需要对现有组件进行小型化?

Florian Solzbacher

最大的技术挑战是计算性能与电池寿命、功耗和散热之间的权衡。它类似于台式机和笔记本电脑之间的权衡,但是它的规模更大、更复杂。

在小型化方面,Blackrock 的 MoveAgain 系统中的许多组件的尺寸已经缩小到便携式系统的水平(即连接到电动轮椅上),随着时间的推移,我们还会不断改进和完善。

最后,开发高质量的用户体验是创建便携式系统的基础。在实验室之外,患者将如何与设备互动?在与使用过我们 BCI 的人员协商后,Blackrock 采用了以用户为中心的谨慎设计流程,以确保设备便于用户和护理人员操作,并提供他们需要的关键信息。

Medgadget

便携式系统是否让用户仅与附近的计算机交互,还是说他们也能够与远程系统交互?

Florian Solzbacher

便携式系统将允许用户同时与连接到 BCI 设备的本地和远程系统进行交互。

为了将计算设备连接到 BCI 系统,用户必须在 BCI 端启动连接并在计算机端批准连接,就像您需要将一组蓝牙耳机与计算机配对一样。一旦连接到计算设备,用户就能够使用该设备执行他们想要的任何功能。例如,这可能包括使用远程桌面连接到远程计算机以完成用户的工作。

Medgadget

便携式系统是否需要技术人员或临床人员来帮助用户,护理人员又是否能够提供帮助?

Florian Solzbacher

我们正在设计 MoveAgain 系统,一旦成功植入,用户及其护理人员即可进行所有的操作。与植入大脑的其他类型的医疗设备(例如,深部脑刺激)一样,我们希望在首次植入时,用户将与神经科医生和职业治疗师一起制定心理策略和设备设置,使他们能够完成他们期待的任务。在此过程之后,我们希望 MoveAgain 系统能够独立于临床或技术干预而运行。但是,我们还在构建新型医疗设备可能需要的所有技术和客户支持,以便在护理人员或用户体验出现问题时,帮助近在咫尺。

Medgadget

您是否认为这项研究为 BCI 系统铺平了道路,让用户可以在任何地方使用它们?或许这是此类系统的最终最终目标?

Florian Solzbacher

我们对这项技术的愿景是,它可以广泛用于需要它们的患者群体,并且它以有意义的方式解决了功能恢复、增加独立性和改善生活质量的问题,包括能够重返工作岗位。家庭系统的开发无疑是朝着这个方向迈出的一步——将实验室中可能发生的事情带到患者的现实世界中。

Medgadget

BCI 技术的下一步是什么?您认为商业系统会很快面世吗?

Florian Solzbacher

我们预计在 2022 年向 FDA 提交我们的第一个商业平台 MoveAgain。

我们的技术将继续小型化,算法和前端软件的改进也将继续,同时我们致力于提高抑郁症和疼痛治疗等领域的影响能力。外科手术也将变得更不具备侵入性(取决于用例)、更高效和自动化。我们将看到更多的临床中心提供这些解决方案,并且健康保险围绕报销来制定新的标准。所有这些里程碑都促成了我们将这项技术带出实验室并进入患者日常生活的最终目标。

从长远来看,我们预计我们的神经植入物可以像今天的心脏起搏器一样广泛为患有神经系统疾病的人所接受。

 

本篇文章来源:

https://www.medgadget.com/2022/07/brain-computer-interfaces-at-home-interview-with-dr-solzbacher-of-blackrock-neurotech.html

 

本篇文章来源

https://mp.weixin.qq.com/s/9dT4VNx1aFx_ZaoB3mTo8w


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