一项突破性的脑机接口技术,允许四肢瘫痪者仅凭意念就能在虚拟键盘上打字,其速度可达每分钟110个字符,错误率仅为1.6%。这一成果由美国麻省总医院与哈佛大学医学院的研究团队发表在《自然·神经科学》杂志上,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向临床应用迈进了重要一步。

该技术的核心在于建立大脑与外部设备的“信息桥梁”,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,但这些方法存在速度慢、易出错或对患者残余运动能力有特定要求等局限。

研究团队选择从人们熟悉的键盘输入方式入手。他们让两名瘫痪患者(一位患肌萎缩侧索硬化症,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型电极捕捉到这些神经信号,并由深度神经网络模型将其转化为屏幕上的文字。该系统仅需30句练习即可校准,具备“即学即用”的低门槛特性,使其有望融入日常生活。

这项研究是全球脑机接口技术快速发展的一个缩影。在重症医疗领域,植入式设备正帮助患者重建与世界的连接。例如,瑞士洛桑联邦理工学院的团队利用植入式“电子桥梁”帮助脊髓损伤患者恢复行走;Neuralink公司已验证了用意念控制鼠标和玩游戏的能力;中国的清华大学也研发了“NEO”侵入式脑机接口,帮助瘫痪患者实现脑控抓握。在非植入领域,技术创新也在加速。澳大利亚悉尼科技大学的研究人员利用无创多通道脑电技术解码想象语言;中国科学院自动化研究所的团队则通过“SignBrain”可穿戴设备实现了闭眼想象打字。目前,脑机接口已能解码运动、语言和文字信息,未来有望解码图像、音乐乃至思维过程。

尽管前景广阔,脑机接口技术在走向实际应用的过程中仍面临挑战。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”(包括向大脑写入触觉等感知信息)是亟待解决的问题。此外,设备的小型化、可穿戴性、易用性,以及降低手术创伤也是重要考量。更重要的是,随着大脑信号的可读性增强,如何保护“思维隐私”和神经数据安全,成为技术发展中必须同步回应的伦理议题。

随着微创、无创、可穿戴及双向闭环技术的不断成熟,脑机接口将从“功能的重建”拓展到“潜能的拓展”,最终实现人机共融的“脑机智能体”。从辅助失语者恢复表达,到为截肢者配备智能假肢,再到解码重构人脑的认知功能,乃至发展脑机融合智能,脑机接口技术的潜力巨大。当“心想事成”成为现实,一个人与机器深度融合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)