最近，一种脑机连接装置让严重肢体无力者能够通过直接脑控打字，速度和准确率均达到迄今报告的最高水平。
两名参与者患有肌萎缩侧索硬化症（也称卢·格里克病），另一名参与者有脊髓损伤。
每位参与者的大脑中都植入了一至两块约为婴儿阿司匹林大小的电极阵列，用于记录来自运动皮层（控制肌肉运动的脑区）的信号。信号通过电缆传输到计算机，再由算法转换为点击命令，引导光标移动至屏幕键盘上的字符。
经过少量训练，每位参与者都熟练掌握了这项技术，其表现超过了此前所有利用脑机接口（BCI）改善运动能力受损者交流的测试结果。值得注意的是，他们在没有使用如今电子键盘应用中常见的自动补全功能的情况下，达到了这些打字速度；这类功能很可能会进一步提升他们的表现。
其中一位参与者、来自加利福尼亚州门洛帕克的丹尼斯·德格雷，每分钟能够正确输入39个字符，相当于每分钟约8个单词。
研究人员表示，这种点击操作方式无需大幅改造，就可用于多种计算设备，包括智能手机和平板电脑。他们的研究结果发表在期刊eLife。
“我们的研究取得成功，标志着改善瘫痪者生活质量的道路上迈出了重要一步，”斯坦福大学神经外科教授杰米·亨德森说。他在斯坦福医院完成了三例设备植入手术中的两例，第三例在马萨诸塞州总医院进行。
“这项研究报告的速度和准确率最高，达到此前结果的三倍，”共同资深作者、电气工程学教授克里希纳·谢诺伊说。“我们的速度正接近用手机打字的速度。”
“这项成果令人振奋，”曾任博士后学者、现同时在埃默里大学和佐治亚理工学院担任生物医学工程助理教授的切坦·潘达里纳特说。“我们实现的交流速度，对许多手臂和手部瘫痪者来说都很有用。这是开发适用于现实生活的设备的关键一步。”
谢诺伊的实验室率先开发出相关算法，用于解码运动皮层（大脑的运动指挥中枢）神经细胞发出的复杂电信号，并实时将其转换为通常由脊髓和肌肉执行的动作。
“这些高性能脑机接口算法在人类临床试验中的应用，展现了这类技术帮助瘫痪者恢复交流能力的潜力，”博士后学者保罗·努尤朱基安说。
“我当时正在雨中倒垃圾”
美国有数百万瘫痪者。有时，瘫痪会逐渐发生，例如肌萎缩侧索硬化症患者的情况；有时则会突然发生，就像德格雷一样。
如今64岁的德格雷于2007年10月10日跌倒，遭受了改变人生的脊髓损伤，导致四肢瘫痪。“我当时正在雨中倒垃圾，”他说。他一只手拿着垃圾，另一只手拿着可回收物，结果在草地上滑倒，下巴着地。撞击没有伤到大脑，却严重损伤了脊柱，切断了大脑与头部以下肌肉之间的所有联系。“我的锁骨以下完全没有活动能力，”他说。
2016年8月，德格雷接受了亨德森为他实施的两处设备植入手术。在之后的数次研究中，他和另外两位接受了类似手术的参与者被鼓励尝试或想象手臂、手掌和手指进行特定动作的模式。嵌入式记录设备以电子方式提取运动皮层产生的神经信号，将其传输到计算机，再由谢诺伊的算法转换为命令，控制屏幕键盘上的光标移动到参与者指定的字符。
敏捷的棕色狐狸……
研究人员测量了患者正确抄写短语和句子的速度，例如“敏捷的棕色狐狸跳过了懒狗”。德格雷平均每分钟输入7.8个单词，另外两位参与者分别为每分钟6.3个和2.7个单词。
这项研究使用的试验系统是一种皮层内脑机接口，名为BrainGate神经接口系统，代表了新一代脑机接口。早期一代设备先通过置于头皮上的电极导线采集信号，后来则通过手术将设备置于颅骨下方的大脑表面。
皮层内脑机接口使用一枚微小的硅芯片，面积略大于六分之一平方英寸。芯片上伸出100个电极，穿入大脑约四分之一英寸，采集运动皮层中单个神经细胞的电活动。
亨德森将这种神经信号感知分辨率的提升（相较于老一代脑机接口）比作给演播室观众中的每个人都发一个掌声计，而不是只在天花板上安装计数器，“这样你就能知道观众中的每个人拍手有多用力、拍得有多快。”
全天候无线系统
谢诺伊预测，再过不到10年、而更接近5年时，将会出现这样一天：自校准的全植入式无线系统无需护理人员协助即可使用，不会影响外观，并且可以全天候运行。
“我看不到任何无法克服的挑战，”他说。“我们知道要实现这一目标需要采取哪些步骤。”
德格雷仍积极参与这项研究。他在事故前会打字，但算不上熟练。他用电子游戏爱好者的说法来形容自己新显露出的本领。
“这是我玩过的最酷的电子游戏之一，”他说。“而且我连硬币都不用投。”
斯坦福大学研究助理克里斯汀·布莱布也是论文共同作者，马萨诸塞州总医院和凯斯西储大学的BrainGate研究人员同样参与了研究。
研究经费来自美国国立卫生研究院、斯坦福大学博士后事务办公室、克雷格·H·尼尔森基金会、斯坦福大学医学科学家培养计划、斯坦福BioX-NeuroVentures、斯坦福神经创新与转化神经科学研究所、斯坦福神经科学研究所、拉里和帕梅拉·加里克、塞缪尔和贝齐·里夫斯、霍华德·休斯医学研究所、美国退伍军人事务部、MGH-Dean心房颤动与卒中综合研究所，以及马萨诸塞州总医院。
斯坦福大学技术许可办公室持有谢诺伊实验室在皮层内脑机接口相关工程进展方面的知识产权。
来源：布鲁斯·戈德曼为斯坦福大学
