脑机介面新方法，加州理工用超音波减少人体侵入

加州理工大学近期在《自然─神经科学》期刊上发表新研究，透过功能性超音波医学影像技术，可透过仅有发丝般的颅骨空隙同步扫瞄大脑活动，让瘫痪病人操控义肢或电脑。

现今针对协助瘫痪病人控制机器的脑机介面（Brain-Computer Interface，BCI），主要有三种，一是在大脑内植入电极（Electrodes），二是使用功能性核磁共振（fMRI），另一种移动式方法则是透过脑电波图（EEG）。

植入脑中的电极虽然可以准确的测量单一脑神经元讯息，但是需要透过开颅手术植入，且测量范围较小，fMRI 虽然可以测量全部大脑区域且为非侵入式手法，但解析度和灵敏度并不理想，而 EEG 则容易受到讯号强弱影响测量精准度，且无法侦测较深入的脑部区域。

因此美国加州理工学院（Caltech）医学院神经科学中心率先在 2021 年发表研究结果指出，使用功能性超音波医学影像（functional Ultrasound Imaging，fUS）做为读取脑神经元讯息的方法，让脑机介面研究出现一种新的可能性。

近期 Caltech 再度发布新的研究成果，透过 fUS 技术开发新型的脑机介面，在猿猴实验中，用新介面仪器侦测大脑后顶叶皮层（Posterior Parietal Cortex），这个区域是大脑将感官讯息转化为运动指令，并参与部分运动规划。

透过 fUS，超音波穿透脑部组织和血液后的回波，让仪器可即时计算大脑发出的讯息，猿猴实验证实 fUS 探测的精准度与电极不相上下，虽然超音波无法穿透头骨，但也仅需要开启 100 微米，约一根头发宽度，就可让 fUS 仪器侦测整个大脑组织。

Caltech 研究团队认为 fUS 的发现将为脑机介面带来大幅度的革新，因此未来将致力完善 fUS 脑机介面的研究，并让医疗用品企业生产相关仪器，让更多瘫痪病人可以更安全的方式操控义肢、机械和电脑等各种设备。