

仅凭意念就能打字?脑机接口技术再突破!
最新研究显示,瘫痪患者通过植入式脑机接口,仅靠想象手指动作就能在虚拟键盘上打字。其中一名患者的打字速度甚至达到了健全人士的80%!
脑机接口技术早已能通过追踪眼球运动或解码与语言、手写相关的大脑活动来帮助患者沟通。但研究人员发现,许多患者更习惯传统键盘的输入方式。这正是麻省总医院布里格姆神经科学研究所与布朗大学团队在《自然·神经科学》发表的新研究想要实现的突破。
“关键在于为每位患者提供多样化选择,根据他们的身体状况和疾病类型量身定制解决方案。”该研究作者、布朗大学博士后研究员贾斯汀·朱德强调。
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这项新成果是脑机接口领域持续突破的最新例证。此前已有诸多研究表明,该技术能可靠帮助渐冻症等残疾患者实现交流、操控义肢等功能。但尽管研究人员对大脑运动皮层神经信号的解码日益精准,该领域在进入大规模临床应用前仍需跨越监管障碍。
研究中,两位植入者被要求模拟操作QWERTY键盘。结果显示,植入设备能稳定解码十根手指对应的30种独特动作信号——每根手指的三种动作大致对应键盘上字母的三行布局。
研究采用Blackrock Neurotech的设备,对两名患者进行测试:T17为颈部以下瘫痪者,T18为渐冻症患者。T17打字速度为每分钟47个字符,准确率约81%;T18则达到每分钟110字符,准确率高达95%。值得注意的是,T18的性能可稳定维持一周,而T17仅持续两天。(该研究仅测试设备性能,未涉及安全性评估)
朱德指出,T18的优异表现部分归功于其大脑运动皮层(特别是背侧中央前回)植入了六组电极阵列,数量是T17的三倍。而T17的部分电极被安置在负责语音功能的脑区,这可能影响了打字解码效率。两位患者截然不同的病症特征(四肢瘫痪与渐冻症对大脑的影响机制不同)也可能是表现差异的原因。
未参与该研究的加州大学戴维斯分校神经假肢实验室博士生泰勒·辛格-克拉克评价道:“能解码如此精细的动作信号令人惊叹。在沟通速度方面,双手打字甚至优于光标控制和手写输入,因此高性能的神经假肢打字设备极具应用价值。这项研究标志着领域迈出重大一步。”
值得关注的是,辛格-克拉克与朱德同属脑机接口研究先驱组织BrainGate联盟。该联盟数十年来持续推动相关技术从动物实验向人类应用转化,其成果为Paradromics等初创公司奠定基础。该公司近日宣布与本研究作者之一、麻省总医院重症监护神经学家丹·鲁宾达成合作。
Paradromics首席科学官维卡什·吉尔贾总结道:“这项研究为解码复杂用户意图提供了有力概念验证,明确了脑机接口从受控研究环境走向可靠临床解决方案所需的技术路径。”