科学家阅读思想理解人脑控制工具使用

脑区视觉工具

可视人脑区优先显示手工具图象用方形画信用:Neurolab东安卓大学

东安卓大学研究者 以惊人方式发现 脑控制手

使用MRI数据研究当我们处理工具时 脑中哪个部件使用,例如刀子

读出某些脑区域信号并尝试辨别参与者适当处理工具使用时

人类数以百万计年使用工具,但本项研究首先显示,用刀柄割刀等行为由脑区表示,这些脑区还代表人手图像,即我们与世界互动的主要工具

研究可以为开发下一代神经修复术铺路-假肢连接脑控制中心,帮助因脑损伤丧失肢体功能者复健

研究由UEA牵头,在Norfork和Norwich大学医院展开

BessorMRI扫描器

团队使用MRI扫描仪收集脑成像数据,而参与者则与3D对象交互使用这些数据研究 当我们处理工具时 脑中哪些部件使用,例如刀子信用大学东安卓

首席研究者Stephanie Rossit从UEA心理学学院说道:“手持工具的出现标志着人类和我们最亲近的灵长类之间的重大中断开始,并被视为我们特征的确定性特征树类.发现可以揭示脑区域 人类中特殊进化

视觉工具图像激活脑中不同区域 等我们看到别类对象时,例如轮椅

假设大脑以这种方式分离视觉信息 优化处理工具相关动作人脑控制我们手正确抓取3D工具等对象的方式不为人所理解

测试人脑自动处理三维对象并特别想了解我们是否可以使用脑中特定部分的信号来辨别人们处理工具是否正确-例如用柄抓刀比用刀子抓刀。”

团队使用MRI扫描仪收集脑成像数据,而参与者则与3D对象交互

博士Rossit表示:“这是极具挑战性,因为扫描机内空间很小,参与者需要保持真正静止。

提供三维工具和其他对象

参赛者躺在黑暗中 自定义床上 旋转表架在他们的腰上 这样我们可以展示三维对象

3D日常厨房工具从非磁性材料中设计出并打印出,以便在磁共振中安全化,例如塑料刀、披萨切割机和勺子以及一组3D打印条代表非工具项目,我们用这些工具控制对象

博士Ethan Knights博士生Rossit协调数据收集并扫描诺福克大学医院20名志工脑首场会议要求参赛者正确或错误地使用句子实战搭建

同一批学员返回扫描机第二课,只看工具图和手图

博士Fraser Smith也来自UEA心理学学院说 : “我们研究脑活动时,

并使用最新技术机器学习看我们能否预测 人是否真的抓住工具柄这一点非常重要,因为知道不抓住对象,像刀子,刀片对成功工具使用至关重要

博士Rossit表示:“与大多数科学家所想相反,我们能够预测工具是否正确从响应手相图片的脑区信号中抓取,而不是从响应工具图片视觉区域抓取。

直观手域信号只能用工具预测手动作, 却无法预测与控件3D栏对象匹配动作

表示视觉手区使用工具对动作有特殊调

改变我们基本理解 脑控制手 并可能对健康和社会产生重要影响

举个例子,它能帮助开发更好的设备或恢复功能 因脑损伤丧失肢体者甚至允许无肢体者用心控制假肢

脑驱动界面和假肢的潜力非常令人兴奋,

引用:Ethan Knights、Courtneymansfield、Diana Tonin、Janak Saada、Fraser WSmith和Stephanie罗西特,2021年5月10日神经科学杂志.
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0083-21.2021

研究由BIAL基金会资助

位居优先评论科学家阅读思想理解人脑控制工具使用

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