文/陳根

前一陣子，馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink直播展示了首位人體試驗(yàn)患者的近況，在完成了大腦植入BCI芯片，這位患者恢復(fù)良好，并且可以意念操控手機(jī)電腦、機(jī)械臂、甚至可以和人工智能對(duì)話，并且借由它們來(lái)控制想控制的物體。

當(dāng)然，在腦機(jī)接口領(lǐng)域，馬斯克不是獨(dú)一份，在國(guó)內(nèi)，腦機(jī)接口也正在引來(lái)新突破。最近，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院（浙大二院）發(fā)布的一場(chǎng)引人注目的新聞發(fā)布會(huì)上，浙江大學(xué)腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)展示了其最新的科研成果——侵入式腦機(jī)接口控制機(jī)械臂書(shū)寫(xiě)漢字。

志愿者是已經(jīng)76歲高齡的張大伯，他在一次車(chē)禍后不幸高位截癱。而在2020年，張大伯參與了浙江大學(xué)腦機(jī)接口研究項(xiàng)目，成為我國(guó)首例侵入式腦機(jī)接口的臨床轉(zhuǎn)化研究的志愿者，可以通過(guò)意念完成喝水、進(jìn)食、握手等手部大關(guān)節(jié)動(dòng)作。現(xiàn)在，基于侵入式腦機(jī)接口，張大伯只需想象正常的書(shū)寫(xiě)過(guò)程，腦機(jī)接口就可以獲得他所想象的書(shū)寫(xiě)軌跡，并控制機(jī)械臂進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。

用意念寫(xiě)字，原理不難理解：人寫(xiě)不同的字，腦信號(hào)也是各不相同，但每個(gè)字對(duì)應(yīng)的腦信號(hào)又相對(duì)穩(wěn)定。所以，研究團(tuán)隊(duì)要做的，就是從無(wú)數(shù)雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)中尋找大腦對(duì)漢字書(shū)寫(xiě)的信號(hào)模式。而漢字又和英文不一樣，英文是基于26個(gè)字母的排序，而漢字則是與結(jié)構(gòu)、筆畫(huà)相關(guān)，這也決定了腦機(jī)接口對(duì)漢字識(shí)別的難度更高。

為了解碼漢字書(shū)寫(xiě)軌跡，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)張大伯進(jìn)行訓(xùn)練，并通過(guò)分析位于大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)的神經(jīng)元活動(dòng)，成功捕獲了張大伯想象中的書(shū)寫(xiě)軌跡，并將其精確地反映到控制機(jī)械臂的運(yùn)作中。發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)腦機(jī)接口從患者腦電信號(hào)中提取的數(shù)據(jù)，張大伯順暢地書(shū)寫(xiě)出了“浙江大學(xué)”及“腦機(jī)接口”等字符，也展示了技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。 

其實(shí)，作為國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口研究先驅(qū)，浙大從十年前開(kāi)始研究腦機(jī)接口的應(yīng)用。2012年，浙江大學(xué)腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在猴子腦中植入微電極陣列，運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)成功提取并破譯了猴子大腦關(guān)于抓、勾、握、捏四種手勢(shì)的神經(jīng)信號(hào)，使猴子能通過(guò)自身“意念”直接控制外部機(jī)械手臂。2014年，浙大團(tuán)隊(duì)在人腦內(nèi)植入皮層腦電微電極，實(shí)現(xiàn)“意念”控制機(jī)械手完成高難度的“石頭、剪刀、布”手指運(yùn)動(dòng)，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)第一。

2020年1月16日，浙江大學(xué)又對(duì)外宣布“雙腦計(jì)劃”重要科研成果，也就是四年前張大伯參加的這個(gè)項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)，張大伯已是72歲高齡，但在經(jīng)過(guò)植入腦機(jī)接口和系統(tǒng)訓(xùn)練后，張大伯則實(shí)現(xiàn)了用“意念”控制外部機(jī)械臂及機(jī)械手，不僅可以握手，還能拿飲料、吃油條等。

而這一次，浙江大學(xué)則進(jìn)一步將“意念書(shū)寫(xiě)”從科幻夢(mèng)想轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，為腦機(jī)接口技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)重要突破。隨著腦機(jī)接口的加速突破，或許很快，那些身體殘疾或運(yùn)動(dòng)功能受限的人士，如高位截癱患者，能夠重新獲得自主性和行動(dòng)自由，他們可以通過(guò)意念控制輪椅、虛擬助手，甚至進(jìn)行更復(fù)雜的機(jī)械操作，比如駕駛汽車(chē)和操作精密的醫(yī)療設(shè)備。

       原文標(biāo)題 : 陳根：用意念寫(xiě)字，真的實(shí)現(xiàn)了