无需动手或开口,仅仅依靠思维活动即可在屏幕上流畅输入文字,这一设想正通过脑机接口技术逐渐变为现实。近期,美国麻省总医院和哈佛大学医学院的研究人员在《自然·神经科学》期刊上公布了一项突破性进展:他们开发的新型脑机接口使四肢瘫痪患者能够仅凭意念在虚拟键盘上打字,其速度达到了每分钟110个字符,相当于健全人使用智能手机打字速度的81%,且错误率仅为1.6%。这项研究不仅为肌萎缩侧索硬化症(渐冻症)和高位截瘫等患者提供了高效沟通的新途径,也标志着脑机接口技术正从实验室阶段迈向临床应用。
这项技术的关键在于在大脑与外部设备之间建立直接的“信息通道”,绕过受损的神经和肌肉系统。以往的研究尝试通过解读大脑的语音意图来合成声音,或识别手写动作,但这些方法存在速度慢、易出错或对患者残余运动能力有特定要求等局限。
相比之下,电脑键盘输入是人们普遍熟悉的操作方式。研究团队正是利用这一点,让两名四肢瘫痪患者(一位患有肌萎缩侧索硬化症,另一位因颈椎脊髓损伤导致瘫痪)在脑海中想象用手指敲击键盘的动作。植入大脑运动皮层的微型电极能够捕捉这些“尝试打字”的神经信号,并通过深度神经网络模型将其转化为屏幕上的文字。该系统只需约30句的练习即可完成校准,这种“即学即用”的低门槛特性使其具备了融入日常生活的基础。
这项研究是脑机接口技术蓬勃发展的缩影。全球范围内,脑机接口技术在多个领域都在加速发展。在重症医疗领域,植入式设备帮助患者重新建立与外界的联系:瑞士洛桑联邦理工学院的团队利用植入式“电子桥梁”,帮助脊髓损伤患者恢复了行走能力;美国Neuralink公司已验证了其设备能让受试者用意念控制鼠标并进行游戏;中国清华大学自主研发的侵入式脑机接口“NEO”,也成功帮助瘫痪患者实现了脑控抓握。在非植入技术方面,创新也在快速迭代——澳大利亚悉尼科技大学的研究人员运用无创的多通道脑电技术,实现了对想象中语言的解码输出;中国科学院自动化研究所团队则利用少通道可穿戴设备“SignBrain”,实现了闭眼状态下的想象打字。目前脑机接口技术已能解码运动、语言文字等信息,未来有望实现对图像、音乐乃至思维过程等更复杂内容的解码。
尽管如此,脑机接口技术要从实验室走向广泛的实际应用,仍面临诸多挑战。例如,植入式设备的长期生物兼容性、无创技术的信号解码精度,以及如何实现更自然的“双向交互”(即不仅能读取大脑指令,还能向大脑输入触觉等感知信息)等问题,都需要在未来得到解决。此外,设备的轻便化、可穿戴性、即时可用性,以及降低手术创伤也是需要考虑的方面。更重要的是,随着大脑信号的读取和解析成为可能,如何保护个人“思维隐私”和神经数据安全,是技术发展过程中必须同步回答的伦理难题。
随着微创、无创、可穿戴以及双向闭环等技术的不断成熟,脑机接口将逐步实现从“功能的重建”到“潜能的拓展”,最终形成人机共融的“脑机智能体”。从辅助失语患者恢复表达能力,到为截肢者配备智能假肢,再到对人脑的思维、意识等认知功能进行解码重构,以及发展脑机融合智能,脑机接口技术的潜力巨大。当“心想事成”从一句美好的祝愿变为触手可及的现实,一个人与机器深度融合的新时代正加速到来。
(作者为中国科学院自动化研究所研究员)
《 人民日报 》( 2026年06月29日 14 版)