◎科技日報記者 張夢然

四肢完全不動，“純靠”想象自己腦海裡有一隻手在寫字，然後……就真的寫出來了？這一場景在一個概念驗證型研究中已經出現。

英國《自然》雜志12日發表的一項神經科學突破：美國科學家團隊研究演示了一種幫助癱瘓人士交流的方法，該方法利用計算機，從腦信号解碼腦海中“意圖手寫”的動作，達到了比此前任何時候都要快很多的速度。這一成果有望實現比之前更為高效準确的交流。

兩個微小的植入電極陣列将控制手和手臂的大腦區域的信息傳遞給一種算法，該算法将其轉換為出現在屏幕上的字母。圖源：F.Willett等人/《自然》 雜志/ Erika Woodrum

讓失去行動或說話能力的人恢複與外界的交流，這是腦機接口技術的重要功能與目标。這個領域的一個主要研究方向是恢複大運動功能，比如拿握或抓取。然而，高度精細的動作，比如手寫或盲打，雖然能加快交流速度，但此前的交流隻能通過2D計算機光标進行點選式打字來實現，速度一直局限在每分鐘最多40個字符左右。

此次，包括美國斯坦福大學科學家在内的聯合團隊在研究中發現，一位頸部以下癱瘓的研究對象在使用一種新的“手寫腦機接口”時，寫字速度能達到每分鐘90個字符，準确率為94.1%。

研究人員讓這名研究對象想象自己握着一隻筆，在方格紙上“試圖”寫句子，就好像他的手部沒有癱瘓一樣。在練習過程中，這個腦機接口會使用一種神經網絡，也就是一種機器學習方法，将神經活動中意圖手寫的動作實時轉換成文字。最終實現的打字速度，是迄今報道過的其他腦機接口的兩倍多，相當于研究對象同年齡層人群用手機的一般打字速度（每分鐘115個字符）。

這一概念驗證研究結果，提出了一種腦機接口的新方法，其表明了“手寫腦機接口”能準确解碼癱瘓多年患者的快速、精細動作。然而，在投入大規模臨床應用前，仍需進一步驗證該技術的使用壽命、安全性和效果。此外，研究團隊還建議将這種方法拓展應用到所有無法直接觀察的序列行為上，比如解碼無法說話人士的言語。

而在同時發表的新聞與觀點文章中，美國華盛頓大學兩名科學家認為，該技術“需要擁有極佳的效果和使用益處，才能證明在患者腦部植入電極所産生的費用和風險是值得的。”

總編輯圈點

無論是現實世界中身患殘疾者用腦活動控制機械臂；還是科幻作品裡迎戰怪獸者靠意念指揮機甲，這些神奇的場景都是以一種技術為基礎——腦機接口。其會在人與機器之間架起橋梁，最終實現的，其實是促進人與人之間、人與世界之間的溝通，在實際生活中可創造巨大價值。

腦機接口領域的難題還有很多，包括植入式的倫理和風險、非植入式的效率和準度……但值得欣慰的是，在越來越廣泛的關注和讨論中，我們看到腦機接口技術的實現與應用之路正逐步清晰。

來源：科技日報

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