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四肢完全不動，“純靠”想象自己腦海里有一只手在寫字，然后……就真的寫出來了？這一場景在一個概念驗證型研究中已經(jīng)出現(xiàn)。
英國《自然》雜志12日發(fā)表的一項神經(jīng)科學(xué)突破：美國科學(xué)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，從腦信號解碼腦海中“意圖手寫”的動作，達(dá)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(xiàn)比之前更為高效準(zhǔn)確的交流。
讓失去行動或說話能力的人恢復(fù)與外界的交流，這是腦機接口技術(shù)的重要功能與目標(biāo)。這個領(lǐng)域的一個主要研究方向是恢復(fù)大運動功能，比如拿握或抓取。然而，高度精細(xì)的動作，比如手寫或盲打，雖然能加快交流速度，但此前的交流只能通過2D計算機光標(biāo)進行點選式打字來實現(xiàn)，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(xué)科學(xué)家在內(nèi)的聯(lián)合團隊在研究中發(fā)現(xiàn)，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(dá)到每分鐘90個字符，準(zhǔn)確率為94.1%。
研究人員讓這名研究對象想象自己握著一只筆，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(xí)過程中，這個腦機接口會使用一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也就是一種機器學(xué)習(xí)方法，將神經(jīng)活動中意圖手寫的動作實時轉(zhuǎn)換成文字。最終實現(xiàn)的打字速度，是迄今報道過的其他腦機接口的兩倍多，相當(dāng)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(jié)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(zhǔn)確解碼癱瘓多年患者的快速、精細(xì)動作。然而，在投入大規(guī)模臨床應(yīng)用前，仍需進一步驗證該技術(shù)的使用壽命、安全性和效果。此外，研究團隊還建議將這種方法拓展應(yīng)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(fā)表的新聞與觀點文章中，美國華盛頓大學(xué)兩名科學(xué)家認(rèn)為，該技術(shù)“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產(chǎn)生的費用和風(fēng)險是值得的。”
總編輯圈點
無論是現(xiàn)實世界中身患?xì)埣舱哂媚X活動控制機械臂；還是科幻作品里迎戰(zhàn)怪獸者靠意念指揮機甲，這些神奇的場景都是以一種技術(shù)為基礎(chǔ)——腦機接口。其會在人與機器之間架起橋梁，最終實現(xiàn)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(chuàng)造巨大價值。
腦機接口領(lǐng)域的難題還有很多，包括植入式的倫理和風(fēng)險、非植入式的效率和準(zhǔn)度……但值得欣慰的是，在越來越廣泛的關(guān)注和討論中，我們看到腦機接口技術(shù)的實現(xiàn)與應(yīng)用之路正逐步清晰。
來源：科技日報 記者 張夢然
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