一個重大好消息。最近美國斯坦福大學(xué)研究人員的研究成果預(yù)示通過大腦意念直接將想法打印成文字,。這真是無數(shù)小編的福音啊,，以后再也不用碼字了，可以直接想到什么文字就出來了,，好開心,。小編還記得前半年自己還YY過要是腦機(jī)接口技術(shù)讓我們實現(xiàn)意念打字就好了，沒想到這個“幻想”這么快就成為現(xiàn)實了,。

帶著激動的心情,，我們先看一下這個項新技術(shù)的研究實驗。

▼▼▼

在意念打字這項實驗中,，研究人員先將一個多電極陣列傳感器植入猴子大腦,，讓它可以在大腦相關(guān)區(qū)域直接讀取手臂控制鼠標(biāo)的腦電位信號，并訓(xùn)練猴子通過鍵盤輸入屏幕上看到的字符,。研究人員通過設(shè)計的識別算法來識別猴子打字的腦電位信號,，并實現(xiàn)在虛擬鍵盤上移動光標(biāo)、選擇字母鍵,。最終,，經(jīng)過訓(xùn)練的猴子可以將所看到的文字通過意念“隔空”復(fù)寫出來，而且最快可以每分鐘12個單詞的速度輸入《紐約時報》的文章或莎士比亞名著《哈姆雷特》的段落,。

神奇的意念打字

早在1988年,，美國伊利諾伊大學(xué)的研究人員Farwell和Donchin首先研發(fā)出基于P300的拼寫系統(tǒng)，并利用6×6矩陣的行列遍歷閃爍來誘發(fā)P300電位并形成編碼,，通過識別不同時間點誘發(fā)的P300電位和解析閃爍編碼來實現(xiàn)對于矩陣中36個點位的定位,。在36個點位放置對應(yīng)的字符，以此來實現(xiàn)單詞的拼寫,?！捌磳懫鞯慕缑嬉话銥楹谏尘埃疑址?，閃爍時為白色,。每行每列都會在每輪隨機(jī)遍歷閃爍，所以每輪一共12次,。每次計算機(jī)都會對順序做記錄,，計算機(jī)知道行和列閃爍的順序,。所以我們通過識別哪行哪列誘發(fā)的P300來定位使用者在看的那個字符。比如當(dāng)人看目標(biāo)A的時候,，只有在第一行和第一列閃的時候,，使用者才會被刺激到，從而誘發(fā)P300,?！比A東理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授金晶在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時介紹道。

這種技術(shù)讓人或動物大腦與外部設(shè)備間建立直接連接通路,。不過,，這種通路是單向的，計算機(jī)只接受大腦傳來的命令,，并進(jìn)行相應(yīng)的顯示或命令輸出,。而且，這項技術(shù)也沒有想象中的強(qiáng)大,，它還需要一點“翻譯技巧”,。

“若想將大腦中的文章變?yōu)槲淖郑话阈枰谔囟ň幋a誘發(fā)P300電位來實現(xiàn),?！苯鹁Ы忉屨f，“在試驗時,，在受試者眼前擺放一個顯示屏幕,，屏幕中是一個閃爍字符矩陣，我們只可以在行列交叉點放置需要的字符,，根據(jù)需要的字符數(shù)量設(shè)計相應(yīng)大小的矩陣,，可以是6×6的，可以是7×8的?，F(xiàn)在有報道的最大矩陣是12×7的誘發(fā)矩陣,，是由華東理工大學(xué)腦機(jī)接口團(tuán)隊和格拉茨技術(shù)大學(xué)腦機(jī)接口團(tuán)隊聯(lián)合開發(fā)的?！倍遥F(xiàn)在的閃爍模式不同以往,，以前定位6×6矩陣的36個點需要閃爍12下才能實現(xiàn),，現(xiàn)在只需9閃甚至更少的閃爍次數(shù)就能實現(xiàn)，這樣大大節(jié)省閃爍時間,，提高拼寫的速率,。

“實際上，每分鐘12個單詞的速度并不算快,，有更快的讀取速度,，清華大學(xué)開發(fā)的基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的拼寫系統(tǒng)大概可以達(dá)到一秒一次,。”金晶表示,，“我們可以根據(jù)實際使用者的身體狀況和需求來選擇不同的拼寫系統(tǒng),。”

發(fā)展中的腦機(jī)接口技術(shù)

腦機(jī)接口的方式有植入式和非植入式兩大類,。植入式腦機(jī)接口包括針式與貼片式兩種,。兩者都需要進(jìn)行開顱手術(shù)，將電極埋藏在大腦皮層中,，繞過頭皮與頭骨的阻礙,，直接監(jiān)測神經(jīng)元的活動狀況。這樣讀取信號的方式雖然直接,，但由于需要用開放性的外科手術(shù)將電極植入到腦內(nèi)神經(jīng)組織,，這不僅會對用戶造成損傷，還要確保傷口長期不被感染,，存在一定的技術(shù)難度,，因此健康人選擇這種方式的并不多見。

2012年5月18日,，《自然》雜志刊登了一篇論文,，這篇來自美國布朗大學(xué)、退伍軍人事務(wù)所等單位的文章,，講述了研究人員幫助癱瘓患者利用大腦思維控制機(jī)械臂完成抓握動作,，將一瓶咖啡成功從桌上遞到該患者嘴邊。

現(xiàn)在對于健康人來說最便利的還是非植入式（比如小編的公司就是做非植入式的腦機(jī)接口技術(shù)的）,，它可以通過戴在頭上的“頭盔”讀取神經(jīng)信號,。“這樣的方式相較于植入式來說不夠直接,，需要濾除很多噪聲信號,。”金晶說道,。因為神經(jīng)細(xì)胞的放電信號從皮層經(jīng)由顱骨傳到頭皮,，相關(guān)電位會被大大削弱并帶來很大的噪聲干擾，因而無創(chuàng)傷式采集到的信號分辨率較低,。

更好的未來

金晶帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊也一直從事著腦機(jī)接口的研究,，他們的研究重點主要集中于康復(fù)領(lǐng)域，為腦卒中和運(yùn)動語言障礙等病人提供新的康復(fù)和生活輔助技術(shù),。他們做的第一例病人研究便是幫助一位“漸凍人”（肌萎縮側(cè)索硬化癥病人，ALS）和家人交流,?！巴ㄟ^腦機(jī)接口的應(yīng)用,，他可以通過打字告訴醫(yī)生治療的反應(yīng)，并且和家人進(jìn)行簡單的交流?，F(xiàn)在,，使用過此系統(tǒng)的‘漸凍人’已經(jīng)超過18例?！苯鹁Ы榻B說,。

在進(jìn)行實驗的10位腦卒中病人中，金晶等研發(fā)人員通過外部設(shè)備幫助他們麻木的肢體進(jìn)行運(yùn)動,，通過大腦的主動控制命令直接實現(xiàn)肢體的運(yùn)動控制,，從而建構(gòu)一個運(yùn)動閉環(huán)，以此來加速大腦損傷區(qū)域的康復(fù)或功能區(qū)域的替代,。

“目前,，市場上更多的腦機(jī)接口產(chǎn)品集中在腦信號信息需求較少的娛樂項目，針對康復(fù)的相關(guān)腦機(jī)接口產(chǎn)品相對較少,。我想如果未來能夠進(jìn)一步提高非植入式腦機(jī)接口信號采集的便利性和穩(wěn)定性,，腦機(jī)接口技術(shù)就能幫助更多有需要的人?！苯鹁Э偨Y(jié)道,。

本文來自：科學(xué)網(wǎng)