随着人工智能与神经科学的深度融合,瘫痪患者重获行动与表达能力的梦想正逐步照进现实。近日,美国神经科学家在《自然·神经科学》杂志发表研究,成功开发出一套脑机接口系统,让两名瘫痪患者仅凭意念即可在键盘上高速打字,标志着该领域取得重大突破。
该系统的核心在于植入大脑皮层运动区的微电极阵列。研究人员将数百个微电极精准植入负责手指精细运动的脑区,另一端连接QWERTY虚拟键盘。不同于传统的试错法,系统采用校准机制:患者尝试输入预设短语,机器学习算法自动识别电极记录的神经元活动模式,将其映射到30种可能的指尖动作,包括26个字母及标点、空格键。
经过约30次训练后,48岁的颈椎脊髓损伤患者T18表现尤为惊人。他仅凭意念打字,速度达到每分钟110个字符,接近同龄健康人的平均水平,错误率仅为1.6%。系统能精准区分不同手指动作对应的字母,例如食指伸展对应R或T,下压对应F,收拢对应V或B。对于相邻按键产生的误触,系统引入语言模型进行智能纠错,类似手机输入法的预测功能,显著提升输出准确性。
另一名患者T17患有肌萎缩侧索硬化症(ALS),因病情较重且仅使用128个电极(T18为384个),打字速度为每分钟47字,错误率略高。但他仍能自主表达想要传达的内容,而非被动听写。T17和T18均参与美国BrainGate项目,该项目旨在探索多种沟通辅助方案。此前,另一名患者T5曾通过双芯片植入实现每分钟90字的打字速度,目前临床试验已扩展至全美9名参与者。
西班牙埃尔切大学米格尔·埃尔南德斯大学生物工程研究所所长爱德华多·费尔南德斯指出,该研究证实了即使瘫痪多年,大脑中控制精细运动的神经表征依然完整。他特别强调,这项技术并非“读心术”,而是通过脑信号替代肌肉信号实现主动沟通,有效保护了用户的思维隐私。目前,他的团队正基于类似电极技术,探索帮助盲人恢复视觉的新路径。
对于中国神经科技从业者而言,这一成果凸显了高精度脑机接口在康复医疗中的巨大潜力,未来可借鉴其校准算法与语言模型纠错机制,推动本土化智能康复设备的研发与临床应用。
