《自然》《科學》接續(xù)登載腦機接口研究突破進展

2021年5月12日，《自然》雜志刊登了由斯坦福大學、霍華德·休斯醫(yī)學研究所（Howard Hughes Medical Institute，HHMI）、布朗大學等研究機構(gòu)的科學家合作完成的腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）研究進展——《大腦手寫意識向文本的高性能轉(zhuǎn)換》“High-performance brain-to-text communication via handwriting”。該BCI方法首次從大腦神經(jīng)信號中解碼了手寫字母的動作，使癱瘓人士意念中的寫字動作可以實時轉(zhuǎn)換成屏幕上的文字。最終實現(xiàn)的打字速度（每分鐘90個字符）是迄今報道過的其他腦機接口的2倍多，接近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）；字母輸入的在線原始精度為94.1%，離線通用精度為99%以上。

研究人員開發(fā)了一種皮質(zhì)內(nèi)BCI，首次對癱瘓患者書寫字母相關(guān)的神經(jīng)信號進行遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解碼，然后在電腦屏幕上實時顯示這些字母的打字版本。該研究論文作者之一、HHMI研究員克里希納·謝諾伊（Krishna Shenoy）表示，“此次研究的最大的創(chuàng)新是首次破譯了與手寫筆跡有關(guān)的大腦信號，可以讓癱瘓患者不用手也能快速打字?！?/p>

2021年5月20日，《科學》雜志刊登了美國匹茲堡大學康復神經(jīng)工程實驗室的生物工程師團隊的研究成果《腦機接口刺激喚起觸覺并改善機器臂控制》“A brain-computer interface that evokes tactile sensations improves robotic arm control”。該團隊實現(xiàn)了一種新的腦機接口技術(shù)應(yīng)用，能通過增加大腦刺激來喚起觸覺，從而使操作者更容易操縱大腦控制的機械臂。這種腦機接口不僅依賴視覺，還模仿了觸覺，極大地提高了四肢癱瘓患者用腦控機械臂操縱物體的能力。

研究人員在腦機接口上增加了一個傳入通道，以模擬手部皮膚的感覺輸入，從而形成了一個既能“讀”信息又能“寫”信息的系統(tǒng)。這種雙向腦機接口可讀取大腦運動皮質(zhì)的神經(jīng)活動來控制機械臂。與此同時，機械手“皮膚”上的傳感器記錄了它所經(jīng)歷的機械力，通過皮層內(nèi)微模擬將它們傳輸回軀體感覺皮層，讓使用者感到觸覺感覺，就像是自己的真實知覺一樣。

田倩飛（中國科學院成都文獻情報中心）整理自https：／／www.nature.com／articles／s41586-021-03506-2 http：／／www.stdaily.com／guoji／xinwen／2021-05／20／content_1134619.shtml https：／／science.sciencemag.org／content／372／6544／831