腦電波如何“操控”游戲，又是如何預(yù)防老年癡呆癥?未來意念還將玩出哪些“新花樣”?科技日?qǐng)?bào)記者采訪了在不久前結(jié)束的第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽上，獲得一等獎(jiǎng)的“基于腦機(jī)接口的老年癡呆預(yù)防系統(tǒng)”項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
“人在任何狀態(tài)下，腦都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電位變化。對(duì)腦來說，神經(jīng)細(xì)胞就是腦內(nèi)一個(gè)個(gè)‘微小發(fā)電站’，我們的腦無時(shí)無刻不在產(chǎn)生腦電波，人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態(tài)之下，腦電波也會(huì)有明顯的差異。”團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師、來自電子科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授劉鐵軍說，該項(xiàng)目正是基于腦電波具有的上述特性研發(fā)的。
記者在現(xiàn)場(chǎng)了解到，該系統(tǒng)主要由腦電信號(hào)采集“頭帶”、信號(hào)處理和分析系統(tǒng)以及配套的游戲組成。使用者將信號(hào)采集“頭帶”佩戴后，通過藍(lán)牙連接到電腦上，這時(shí)在屏幕上打開一款類似“跑酷”的游戲——“主人公”在奔跑過程中需要躲避相關(guān)障礙。與普通“跑酷”不同的是，在其畫面的4個(gè)方向還各有一個(gè)滾動(dòng)的紅色豎條。
“當(dāng)玩家看到屏幕障礙之后，再把關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移至紅色豎條上。此時(shí)大腦會(huì)誘發(fā)相應(yīng)的腦電信號(hào)，經(jīng)過特征提取和模式識(shí)別分類算法，就能控制游戲‘主人公’向相應(yīng)方向移動(dòng)，躲避障礙。”劉鐵軍說，這一系列動(dòng)作都只需要操作者想象，完全不用四肢協(xié)作。團(tuán)隊(duì)成員瞿倩說，“頭帶”雖然看起來很不起眼，但它卻能夠采集僅有幾微伏的腦電信號(hào)，“當(dāng)終端設(shè)備接收到穩(wěn)定的腦電波并經(jīng)過訓(xùn)練后，使用者就可以進(jìn)行游戲了。”
“傳統(tǒng)采集腦電波主要使用濕電極，采集前要在電極上使用導(dǎo)電膏，需要反復(fù)調(diào)整和專業(yè)人員協(xié)助，使用之后還需要清洗頭皮等，這些繁瑣的操作，都為家庭使用帶來很大弊端。”劉鐵軍說，為了該系統(tǒng)能夠走進(jìn)家庭，所以“頭帶”以干電極作為核心材料，能夠方便穿戴。
電腦游戲有益于鍛煉老人們的智力和思維，延緩腦力衰老已被醫(yī)學(xué)界證實(shí)。“現(xiàn)有市場(chǎng)上的腦電波游戲產(chǎn)品如‘意念方舟’等，大多為開關(guān)類游戲，而缺少類似賽車、跑酷等多指令的方向類游戲。”劉鐵軍說，開關(guān)類游戲多用于訓(xùn)練注意力，而這款“跑酷”類游戲能同時(shí)對(duì)玩家的反應(yīng)力、注意力、空間想象力和記憶力等相關(guān)能力進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練，從而提升大腦細(xì)胞興奮性，減緩腦功能退化，實(shí)現(xiàn)對(duì)老年癡呆癥的預(yù)防作用。
“人類對(duì)于腦機(jī)接口的研究已經(jīng)數(shù)十年，但大多仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，相關(guān)成果一直沒有能夠進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。”劉鐵軍說，過去腦電波相關(guān)的技術(shù)大多應(yīng)用在癲癇病治療、控制義肢等醫(yī)療領(lǐng)域，但在預(yù)防老年癡呆方面是全新的嘗試。
他說，無論電腦上接龍、掃雷，或者在現(xiàn)實(shí)中打撲克、麻將都是一種腦力運(yùn)動(dòng)，但如果只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行上述游戲，是無法得知老年人的大腦是否得到了鍛煉，也無法反饋玩家是否用腦過度。“不過，實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)量化，生成相應(yīng)客觀數(shù)據(jù)，是我們下一步需要攻克的難關(guān)。”他說。電子科技大學(xué)荷福研究院常務(wù)副院長(zhǎng)劉威鑫說，目前該項(xiàng)目在電子科技大學(xué)荷福研究院進(jìn)行了將近兩年的產(chǎn)業(yè)孵化工作，現(xiàn)已進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段。
