楊智

據(jù)美國PNAS，2015，112（44）：15080801 12報道，中國清華大學(xué)的高上凱、高小榕及中科院半導(dǎo)體研究所的王毅軍等人構(gòu)建了一種無創(chuàng)的腦機接口系統(tǒng)，將信息傳輸速率提升到迄今最快的約每分鐘60個字符。

腦機接口是在人或動物腦與外部沒備之間建立直接通信途徑的技術(shù)，常用來恢復(fù)感覺功能障礙患者的某些感知能力，或者幫助運動功能障礙患者實現(xiàn)肢體運動及外部設(shè)備的控制。一種腦機接口技術(shù)是腦機接口拼讀系統(tǒng)（BCI speller），旨在通過檢測和分析腦電信號來識讀當(dāng)事人所注意的字符，幫助因癱瘓而不能運用發(fā)音器官和肢體的患者進行言語表達。

到目前為止，在上述拼讀系統(tǒng)中檢測腦信號最常用的方法是腦電圖，但由于腦電信號的信噪比低，每分鐘至多拼讀5個字符，而用有創(chuàng)的多神經(jīng)元記錄方法可將傳輸速率提高到30多個字符。傳輸速率不高仍是腦機接口拼讀系統(tǒng)用于人真實生活的一個阻礙。

高上凱等研究者發(fā)現(xiàn)，通過無創(chuàng)檢測“穩(wěn)定狀態(tài)視覺誘發(fā)電位”（SSVEP），能提高信息傳輸?shù)乃俾省ｊP(guān)鍵在于，SSVEP的視覺延遲是很穩(wěn)定的，從而可以把刺激信號的頻率和相位精確編碼在單次提取的SSVEP中。由此，研究者開發(fā)了一種結(jié)合頻率與相位信息對SSVEP進行解析的方法，大大提高了信噪比。

在他們設(shè)計的實驗中，受試者注視閃爍的顯示器上40個字符中被特別標(biāo)識的那個字符，顯示的時間和標(biāo)識的轉(zhuǎn)換由實驗程序控制。SSVEP信號由佩戴在受試者頭部的電極連接外部設(shè)備加以記錄。在自由拼讀任務(wù)中，平均拼讀速率為每分鐘50.83+11.63個字符，最高約相當(dāng)于12個單詞。

高上凱等人的研究使腦機接口拼讀系統(tǒng)的信息傳輸速率更接近于實用的水平。