与想象的笔迹一起工作的脑机接口

因中风、受伤或疾病而患有“锁定”综合症的人可能很快就会有一种新的、快速的与世界交流的方式。斯坦福大学的研究人员开发了一种系统，使脊髓损伤的人能够使用他的大脑直接与计算机通信。如何？通过尝试手写。

尽管他瘫痪了，但仅仅尝试手写就产生了独特的神经模式，使机器学习算法能够区分单个字母并将它们显示在屏幕上。

底层技术并不新鲜。脑机接口 (CBI) 以多种方式使用，包括帮助瘫痪或锁定的人进行交流，而无需言语或任何形式的身体运动。通常，用户会尝试更简单的动作——指向屏幕或网格上的字母。

“这种新的手写方法使瘫痪者使用脑机接口输入文本的速度提高了一倍，”主要作者弗兰克威利特博士告诉《科学聚焦》。“使用这个系统，我们的参与者可以以每分钟 18 个单词的速度打字，这与正常的手写速度相当，或者如果你在他的年龄组（65 岁）上使用智能手机打字。”

该系统涉及植入人脑运动皮层中的电极阵列。这记录了个体神经元的电活动，因为受试者试图物理移动他的手臂和手来写句子。然后机器学习算法分析与单个字母相关的神经模式。

威利特说，手写方法的最大优势是它实现的速度。“即使 [参与者] 已经 10 多年没有用他的手写字了，仅仅通过尝试让他的手写体写字，他的大脑仍然产生了高度可解释的神经活动，编码了他手的预期运动，”他说.

相比之下，点击式 BCI 打字速度较慢且准确性较低，因为将光标移动到屏幕键盘上的附近按键会唤起类似的神经活动模式，因为所涉及的运动本身是相似的。

虽然这是一个研究演示，而不是医疗产品，但威利特相信该技术可以帮助实验室以外的人。它甚至保留了一些用户实际笔迹的感觉。

“这可能类似于不看手而写信的感觉。尽管如此，我们能够重建的字母形状确实是我们对他试图制作的笔轨迹的最佳猜测。”