无需动手或说话,仅凭大脑意念就能在屏幕上流畅输入文字,这已不再是科幻场景,而是脑机接口技术的前沿实践。近期,麻省总医院与哈佛大学医学院的研究人员在《自然·神经科学》期刊上公布了一项突破性研究:他们开发出一种新型脑机接口,能够让四肢瘫痪者仅凭“意念”在虚拟键盘上打字,其速度可达每分钟110个字符,相当于健全人使用智能手机打字速度的81%,且错误率仅为1.6%。这项成果不仅为肌萎缩侧索硬化症(渐冻症)和高位截瘫等患者提供了高效的交流新途径,也标志着脑机接口技术正从实验室演示阶段迈向临床应用的关键一步。

该技术的核心在于建立大脑与外部设备之间的“信息桥梁”,有效绕过受损的神经和肌肉。以往的研究尝试通过解码大脑的“发声”意图来合成语音,或识别手写笔迹,但这些方法往往速度较慢、易出错,或对患者残余的运动能力有特定要求。

相比之下,电脑键盘打字是许多人熟悉的输入方式。研究团队正是从这一点入手,让两位四肢瘫痪患者(一位患有肌萎缩侧索硬化症,另一位因颈椎脊髓损伤导致瘫痪)在脑海中模拟用手指敲击键盘的动作。植入大脑运动皮层的微型电极能够捕捉这些“尝试打字”的神经信号,并通过深度神经网络模型将其转化为屏幕上的文字。该系统仅需约30句的练习即可完成校准,这种“即学即用”的低门槛特性,为技术融入日常生活提供了可能。

这项研究只是脑机接口技术发展的一个缩影。在全球范围内,脑机接口技术正处于加速发展的阶段。在重症医疗领域,植入式设备正在帮助患者重建与外界的联系。例如,瑞士洛桑联邦理工学院的团队通过植入式“电子桥梁”,帮助脊髓损伤患者恢复了行走能力;美国Neuralink公司已验证了受试者可以通过意念控制鼠标和玩游戏;中国清华大学自主研发的“NEO”侵入式脑机接口,也成功帮助瘫痪患者实现了脑控抓握。在非植入领域,技术创新也在快速迭代:澳大利亚悉尼科技大学的研究人员利用无创的多通道脑电技术,实现了想象语言的解码输出;中国科学院自动化研究所团队则利用少通道“SignBrain”可穿戴设备,实现了闭眼想象打字。目前,脑机接口技术已能实现运动、语言和文字信息的解码输出,未来有望实现对图像、音乐以及更复杂的思维过程的解码。

当然,脑机接口技术要从实验室走向实际生活普及,仍面临诸多挑战。植入式设备的长期生物相容性、无创技术的信号解码精度,以及如何实现更自然的“双向交互”(即能够读取大脑指令,又能向大脑写入触觉等感知信息),都是未来需要解决的难题。此外,还需要考虑如何使设备更轻便易于穿戴,实现“即戴即用”,以及如何降低手术创伤。同时,随着大脑信号的可读取和解析,保护“思维隐私”和神经数据安全,也是技术发展过程中必须同步回答的伦理问题。

随着微创、无创、可穿戴以及双向闭环技术的不断成熟,脑机接口技术将逐步从“功能的重建”迈向“潜能的拓展”,最终实现人机共融的“脑机智能体”。从辅助失语患者恢复表达,到为截肢者配备智能假肢,再到对人脑的思维、意识等认知功能进行解码重构,以及发展脑机融合智能,脑机接口技术的潜力巨大。当“心想事成”不再仅仅是一句祝福,而是触手可及的现实,一个深度融合人与机器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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