一项突破性研究表明,借助新型脑机接口,四肢瘫痪患者仅凭意念即可在虚拟键盘上实现快速打字。美国麻省总医院和哈佛大学医学院的研究人员在《自然·神经科学》期刊上公布的成果显示,受试者打字速度可达每分钟110个字符,准确率高达98.4%,这已接近健全人士使用智能手机的打字速度。这项技术为渐冻症和高位截瘫等患者提供了新的沟通途径,并标志着脑机接口技术正从实验室走向临床应用。

该技术的核心在于建立大脑与外部设备之间的直接连接,绕过受损的神经和肌肉。此前,研究人员曾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较高要求等局限。

研究团队选择键盘打字作为切入点,因为这是大多数人熟悉的输入方式。他们让两位四肢瘫痪患者(一位患有肌萎缩侧索硬化症,另一位因颈椎损伤瘫痪)在脑海中想象敲击键盘的动作。植入大脑运动皮层的微电极捕捉到这些神经信号,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句的训练即可完成校准,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例证。全球范围内,脑机接口技术在多个领域取得进展。在医疗领域,瑞士洛桑联邦理工学院利用植入式“电子桥梁”帮助脊髓损伤患者恢复行走;Neuralink公司展示了用意念控制鼠标和玩游戏的能力;中国清华大学的“NEO”侵入式脑机接口也实现了瘫痪患者的脑控抓握。在非侵入式技术方面,澳大利亚悉尼科技大学的研究人员通过无创脑电技术实现了意念语言的解码;中国科学院自动化研究所的“SignBrain”可穿戴设备则实现了闭眼想象打字。目前,脑机接口已能解码运动、语言等信息,未来有望解码更复杂的图像、音乐甚至思维过程。

然而,脑机接口技术在实现广泛应用前仍面临挑战。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”(即读写大脑信息)是关键的难题。此外,设备的轻便性、易用性、手术创伤的降低,以及“思维隐私”和神经数据安全保护也是需要解决的问题。

随着微创、无创、可穿戴和闭环技术的发展,脑机接口将从“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”。这项技术有潜力帮助失语者恢复表达、为截肢者提供智能假肢、解码和重构认知功能,并发展脑机融合智能。当“心想事成”变为现实,一个深度融合人机的新时代正在到来。

(作者为中国科学院自动化研究所研究员)