北京
來源：科技日報
記者：張佳欣
據《科學進展》雜志4月16日報道，3只恒河猴在植入式腦機接口（BCI）支持下，僅憑大腦信號，不用手腳，就能以“化身”形式在虛擬現實（VR）森林環境中完成連續導航和任務切換。比利時魯汶大學的這一研究成果表明，腦機接口正從實驗室中的“演示工具”，邁向更貼近現實應用的階段。
圖片來源：攝圖網
腦機接口可以在大腦與外部設備（如計算機或機械臂）之間建立直接通信，實現“所想即所控”，這對幫助癱瘓患者實現物體操控、交流或完成其他任務具有重要意義。但此前系統多依賴簡單環境或需要明顯的身體動作，難以適應現實世界中多變且不可預測的情境。
研究團隊在3只猴子的初級運動皮層（M1）、背側前運動皮層（PMd）和腹側前運動皮層（PMv）3處運動相關腦區植入電極陣列。電極采集猴子大腦中的神經信號，經由人工智能（AI）模型解碼后，用于控制虛擬現實環境中的“化身”。該VR系統提供立體視覺，并逐步引入更復雜和不可預測的情境。AI解碼模型僅經過一個簡短的被動訓練階段即可投入使用，隨后無需再次訓練。
團隊設計了兩個層層遞進的任務：一是控制屏幕上的球體移動，二是在第一人稱視角下操控猴子“化身”穿行于虛擬森林。后者模擬了更接近現實的復雜場景，包含從中心位置向外的導航任務、障礙物規避、動態目標切換，以及在視覺復雜場景中的第一人稱和第三人稱連續導航，整體更貼近現實世界的行動過程。實驗過程中，猴子無需做出任何實際動作，僅通過觀察屏幕并利用腦信號即可完成操作。
結果顯示，猴子能夠僅憑腦信號，在三維虛擬環境中實現準確、穩定的運動控制，且無需任何明顯的身體動作。在部分實驗中，它們還表現出清晰的學習能力，隨著訓練進展不斷提升表現。研究還發現，前運動區在導航過程中提供了更為關鍵的信號，為理解不同腦區在腦機接口中的分工提供了新線索。
這種能夠連續導航、快速響應并適應復雜環境變化的腦機接口，更接近現實應用需求。例如，在家庭環境中操控輪椅，不僅需要前進和轉向，還要避開家具、應對突發情況，并根據使用者意圖即時調整方向。
盡管距離臨床應用仍有距離，尤其需要進一步開展人體試驗，但該研究已表明，大腦具備通過腦機接口掌控復雜行為的能力。
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