“意念手写”登 Nature 封面：码字不用手，准确率 99%

脑机接口（BCI）技术性重大进展又一次走上国际性顶级期刊 Nature 的封面图！

美国斯坦福大学研究工作人员初次破解了与笔写信件有关的人的大脑主题活动，并融合人工智能技术（AI）优化算法，完成“意念”写毛笔字。

这促使瘫痪病人只需想象“手写文字”，他所感的文字便会即时表明在显示屏上。

在此项研究中，病人每分可输入 90 字符，贴近同年龄平常人应用智能机时每分 115 字符的速率 —— 是之前用这种脑机接口（BCI）研究打字纪录的 2 倍多，准确度也是达到 99％ 之上。

此项称得上脑机接口新里程碑式的研究，走上了全世界首屈一指的科学期刊 Nature 最新一期的封面图。毕业论文题目为《通过手写进行高性能的脑对文本交流（High-performance brain-to-text communication via handwriting）》。

美国斯坦福大学詹姆斯・伯特医药学研究所（HHMI）的研究员 Krishna Shenoy 是此项研究的共同编撰的者，与斯坦福学校脑外科医师 Jaimie Henderson 一同推动此项工作中。

Shenoy 觉得，伴随着技术性的进一步发展趋势，此项自主创新很有可能使瘫痪的人不用拿手就能迅速打字。

聚焦点笔写表达形式，编解码脑神经主题活动数据信号

当负伤或病症夺走了一个人的挪动工作能力时，行走、喝一杯现磨咖啡或是说一句话的脑神经主题活动依然存有。

研究工作人员能够运用此项主题活动，来协助瘫痪病人或高位截肢病人修复丧失的工作能力。但是，实际的要求也因残废的特性而异。

有一些丧失两手的人仍然可以用语音识别技术手机软件，而针对没法发音的人，专家正开发设计别的方式 来协助她们和人沟通交流。

这一次，斯坦福大学研究工作人员将眼光聚焦点于經典的自身表达形式 —— 笔写。

近些年，本毕业论文创作者 Shenoy 的研究精英团队编解码了与视频语音有关的神经系统主题活动，期待重现视频语音。例如她们曾在另一项研究中涉及到一种方式 ，让嵌入感应器的病人“意念”挪动电脑屏幕上的鼠标光标，挑选触摸键盘上的外挂字幕开展打字。

根据那样的方式 ，病人每分可键入大概 40 字符，它是之前应用脑机接口打字的速率纪录。

但难题是，立即想象人的“字迹”是不是行得通？

Shenoy 精英团队中的一位神经学家 Frank Willett 想要知道，能否运用拿笔在紙上写毛笔字时引起的人的大脑数据信号，来寻找让大家沟通交流迅速的新方式 。

区别不一样英文字母主题活动数据信号，65 岁瘫痪者也可一切正常打字

时下，该临床研究实验已经检测脑机接口的安全系数，脑机接口能将信息内容立即从参加者的人的大脑发送至电子计算机。

该试验责任人是布朗大学麻省总医院和普罗维登斯研究中心的神经内科医师和神经系统生物学家 Leigh Hochberg，他将2个细微的感应器嵌入瘫痪者人的大脑操纵手和胳膊的一部分，进而让瘫痪者完成一些行動。比如，让瘫痪者试着挪动已瘫痪的胳膊，进而在显示屏上进行挪动机械手臂或是鼠标光标的实际效果。

▲优化算法可追溯系统目标幻想中笔的运作途径

这一病人在参加研究时岁仅 65 岁，身患颈髓损伤，颈部下列瘫痪。当他想像在创作时，精英团队能运用感应器从单独神经细胞中捡取数据信号，再根据深度学习优化算法鉴别出他的人的大脑随每一个英文字母造成的方式。依靠该系统软件，他在智能机上打字和开展语句表达的速度同年龄人类似。

Shenoy 精英团队的 Willett 说，这类“Brain-to-Text（人的大脑至文字）”的脑机接口往往这般快，是由于每一个英文字母都是会引起高宽比不一样的主题活动方式，进而使优化算法相对性非常容易地将一个英文字母与另一个英文字母区别开。

而嵌入进病人脑中的2个微型传感器也恰好是来源于英国科技有限公司 BrainGate 的电级列阵，每一个都带有 96 个电级。就在2020年 4 月，BrainGate 研究工作人员取得成功地造就了一个无线网络脑机接口（BCI），客户脑壳上夹2个无线网络调频发射机，就能花式在显示屏上打字、访问 网址。但是，该研究跟踪试验者意念挪动鼠标光标开展打字，每分仅能键入 13.4 个恰当标识符。

新系统将提升意念导航栏等作用

除开脑机接口键入文字的作用方式，Shenoy 的精英团队还想创建一个更全方位的系统软件。

该系统软件包含点一下导航栏，类似当今智能机上应用的导航栏，乃至试着根据意念讲话开展导航栏检索。他说道：“有着这二种或三种方式，并在他们中间转换，在大家觉得是顺理成章的发展前景。”

Shenoy 称，下面精英团队还准备与语言发育迟缓病人协作，比如身患肌肉萎缩性侧索硬化症的人，它是一种衰退性中枢神经系统病症，会造成行動和语言缺失。

Henderson 填补说，新系统很有可能会协助这些因多种多样病症而瘫痪的人。在其中就包含近些年愈来愈普遍的脑梗，这一病症就使《潜水钟与蝴蝶（The Diving Bell and the Butterfly）》一书的创作者 Jean-Dominique Bauby 感到恐惧。

“他可以根据一次目光的姿势，一次又一次地用心选择角色来写这部迷人而每秒钟的著作。”Henderson 说。自然，这一技术性惠及的将不仅是研发人员喜爱的创作者，而将是成千上万缺失行動和语言表达能力的伤残人。

总结：脑机接口技术性再上架台阶

脑机接口技术性能完成意念操纵已不是什么新鲜事儿，但此次大家见到，神经网络算法能够让瘫痪者想像自身撰写，进而将意念转换为真正的文字，90 标识符 / 分的速率也令人激动，它是应用头顶部或双眼追踪系统软件开展键入纪录的二倍多！

伴随着这一技术性的产品研发落地式，该行业的发展将为瘫痪病人产生极大便捷，不但能完成和平常人一样速率的撰写表述，将来也将完成意念发言操纵等更高效率沟通交流。