New Brain-Computer Interface Functions as 'Keyboard' for Typing by Thought

《自然·神经科学》17日发表的一项研究，报道了一种可将大脑中“尝试打字”的活动转化为实际文字的脑机接口装置。该成果有望为瘫痪患者提供一种“键盘”，以更接近人们日常习惯的沟通方式进行交流。<br> 脑机接口技术旨在建立大脑与外部设备间的直接通信通道，是帮助严重运动功能障碍患者恢复交流能力的重要研究方向。<br> 此前，该领域已发展出多种技术路径，譬如非侵入式系统（如基于脑电图或眼动追踪）更安全，但信号精度和速度有限；侵入式系统通过植入电极直接记录神经信号，能实现更精细的解码。<br> 在交流功能重建方面，现有方案主要包括控制光标选择字符、解码试图发声的脑活动以合成语音，或解码手写笔迹。然而，这些方式要么速度较慢，要么对患者的残余运动或发声能力有特定要求。许多人因长期使用习惯，更倾向于QWERTY键盘（即全键盘，是最为广泛使用的键盘布局方式）这种直观的输入方式。<br> 为此，美国麻省总医院研究团队将新型脑机接口植入两名四肢瘫痪患者的大脑运动皮层。参与者被要求尝试做出在QWERTY键盘上打字的手指动作，其间，植入中央前回的电极记录其脑活动。基于这些数据，研究团队利用深度神经网络建立模型，用以预测患者想要输入的字符。<br> 结果显示，一名参与者每分钟可输出110个字符（约22个单词），相当于健全人智能手机打字速度的81%，错误率仅为1.6%；另一名参与者每分钟可打出47个字符。该系统仅需约30句话的训练即可开始有效运行。<br> 尽管仍需在更多患者中进行验证，但研究团队认为，该装置能帮助瘫痪患者实现快速、准确且更易上手的交流。与语音转文字系统相比，它在保护沟通隐私方面也具备优势。<br> 这项研究展示了通过解码运动意图来实现高效文本输出的新路径，为因肌萎缩侧索硬化症、脊髓损伤等导致严重瘫痪的患者提供了新的沟通可能。（记者 张梦然）