新型腦機接口可作意念打字“鍵盤”

《自然·神經科學》17日發表的一項研究，報道了一種可將大腦中“嘗試打字”的活動轉化為實際文字的腦機接口裝置。該成果有望為癱瘓患者提供一種“鍵盤”，以更接近人們日常習慣的溝通方式進行交流。腦機接口技術旨在建立大腦與外部設備間的直接通信通道，是幫助嚴重運動功能障礙患者恢復交流能力的重要研究方向。

此前，該領域已發展出多種技術路徑，譬如非侵入式系統（如基于腦電圖或眼動追蹤）更安全，但信號精度和速度有限；侵入式系統通過植入電極直接記錄神經信號，能實現更精細的解碼。

在交流功能重建方面，現有方案主要包括控制光標選擇字符、解碼試圖發聲的腦活動以合成語音，或解碼手寫筆跡。然而，這些方式要么速度較慢，要么對患者的殘余運動或發聲能力有特定要求。許多人因長期使用習慣，更傾向于QWERTY鍵盤（即全鍵盤，是最為廣泛使用的鍵盤布局方式）這種直觀的輸入方式。

為此，美國麻省總醫院研究團隊將新型腦機接口植入兩名四肢癱瘓患者的大腦運動皮層。參與者被要求嘗試做出在QWERTY鍵盤上打字的手指動作，其間，植入中央前回的電極記錄其腦活動。基于這些數據，研究團隊利用深度神經網絡建立模型，用以預測患者想要輸入的字符。

結果顯示，一名參與者每分鐘可輸出110個字符（約22個單詞），相當于健全人智能手機打字速度的81%，錯誤率僅為1.6%；另一名參與者每分鐘可打出47個字符。該系統僅需約30句話的訓練即可開始有效運行。

盡管仍需在更多患者中進行驗證，但研究團隊認為，該裝置能幫助癱瘓患者實現快速、準確且更易上手的交流。與語音轉文字系統相比，它在保護溝通隱私方面也具備優勢。

這項研究展示了通過解碼運動意圖來實現高效文本輸出的新路徑，為因肌萎縮側索硬化癥、脊髓損傷等導致嚴重癱瘓的患者提供了新的溝通可能。