一项新的脑机接口技术,让四肢瘫痪患者能够通过意念在虚拟键盘上输入文字,其速度可达每分钟110个字符,错误率仅为1.6%。这一突破性进展由美国麻省总医院和哈佛大学医学院的研究人员发表在《自然·神经科学》杂志上,为渐冻症和高位截瘫等患者提供了高效沟通的新途径,标志着脑机接口技术正从实验室走向临床应用。

该技术的核心在于直接在大脑与外部设备间建立连接,绕过了受损的神经和肌肉。过去的研究尝试通过解码大脑的“发声”意图来合成语音或识别手写,但这些方法存在速度慢、易出错或对患者残余运动能力有特定要求等局限。

研究团队选择键盘打字作为切入点,因为这是人们熟悉的输入方式。他们让两名四肢瘫痪患者(一位患有肌萎缩侧索硬化症,另一位因颈椎损伤瘫痪)在脑海中想象打字动作。植入大脑运动皮层的微型电极捕捉这些神经信号,并利用深度神经网络模型将其转化为屏幕上的文字。该系统只需30句练习即可完成校准,具备“即学即用”的特点,为融入日常生活奠定了基础。

这项研究是脑机接口技术快速发展的一个缩影。全球范围内,脑机接口技术在多个领域取得进展。在重症医疗方面,瑞士洛桑联邦理工学院团队利用植入式“电子桥梁”帮助脊髓损伤患者恢复行走;美国Neuralink公司已验证受试者可用意念控制鼠标和玩游戏;中国清华大学研发的“NEO”侵入式脑机接口也实现了瘫痪患者的脑控抓握。在非植入领域,澳大利亚悉尼科技大学研究人员使用无创多通道脑电技术实现了想象语言的解码;中国科学院自动化研究所团队的“SignBrain”可穿戴设备也实现了闭眼想象打字。目前,脑机接口已能解码运动、语言和文字信息,未来有望解码更复杂的图像、音乐甚至思维过程。

然而,脑机接口技术的大规模应用仍面临挑战。植入式设备的长期生物相容性、无创技术的信号解码精度,以及实现更自然的“双向交互”(包括向大脑写入触觉等感知信息)是待解决的难题。此外,设备的小型化、可穿戴性、“即戴即用”的便捷性,以及降低手术创伤也是重要考量。同时,随着大脑信号的读取和解析能力增强,保护“思维隐私”和神经数据安全成为必须面对的伦理议题。

随着微创、无创、可穿戴及双向闭环技术的进步,脑机接口技术将从“功能的重建”发展到“潜能的拓展”,最终实现人机共融的“脑机智能体”。该技术的潜力巨大,有望辅助失语患者恢复表达,为截肢者配备智能假肢,解码重构人脑的认知功能,并发展脑机融合智能。当“心想事成”成为现实,一个人与机器深度融合的新时代正加速到来。

(作者为中国科学院自动化研究所研究员)

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