当我们移动、感知、说话或做任何事情时，我们的大脑会产生一种特定的电活动模式。几十年来，科学家们一直在把这些冲动与机器联系起来，不仅是为了理解和治疗脑部疾病，也是为了帮助残疾人。脑-机接口（BCI）可以恢复移动对瘫痪的人，可能有助于治疗神经和精神疾病。

BCIs的下一个前沿领域可能是低微的短信；打字仍然给生物工程师带来了令人发狂的困难挑战。今天发表在自然有报道称，一种大脑植入物可以让肢体运动受损的人与他们脑海中的文字交流-不需要人手。

由斯坦福大学的一个团队开发的人工智能软件，再加上植入大脑的电极，能够“读取”一个全身瘫痪的人的想法，因为他被要求把他们转换成手写体。BCI将他想象中的字母和单词转换成电脑屏幕上的文本，这是一种“脑力笔迹”的形式。这项技术可以使全世界数百万因四肢或声带肌肉受损而无法打字或说话的人受益。

当研究中的瘫痪者想象着写一个字母或符号时，植入大脑的传感器检测到了电活动的模式。然后一个算法解释这些信号并追踪他想象中的笔的路径。信贷：Frank Willett等人。，自然；2021

斯坦福大学的高级研究员Krishna Shenoy之前的工作帮助分析了与语言相关的神经模式。它还解码了想象中的手臂动作，这样瘫痪的人就可以在键盘屏幕上缓慢地移动光标来打印字母。但这项技术只允许他们每分钟打字40个字符左右，远远低于键盘每分钟190个字符左右的平均打字速度。

谢诺伊的团队的新工作首次将想象笔迹作为提高交流速度的一种方法。研究人员希望它至少能达到智能手机的短信率。他们的技术使研究对象在研究时65岁，每分钟能在大脑中输入90个字符。这一比率与大多数资深短信用户的平均水平相差不远，他们通常每分钟可以在手机上键入115个字符左右。

这篇论文的主要作者、斯坦福大学神经修复转化实验室的研究科学家弗兰克·威利特说：“这项工作可以帮助那些严重瘫痪或‘被困’的人恢复交流。”它应该帮助人们表达自己和分享他们的想法。这非常令人兴奋。”

这名研究参与者在2007年遭受脊髓损伤，颈部以下大部分活动丧失。2016年斯坦福神经外科医生杰米·亨德森他将两个小型BCI芯片植入病人的大脑。每个芯片都有100个电极，能够感知神经元的活动。它们被植入控制手臂和手运动的运动皮层区域，让研究人员能够分析与书面语言相关的大脑活动模式。

“这项研究是皮质内脑-机接口的一个重要而明确的进展，”艾米L。奥斯伯恩，华盛顿大学生物工程系的一名成员。其中一个明显的原因是，他们在打字这类具有挑战性但又很重要的任务上取得了巨大的进步。这也是迄今为止利用机器学习中的现有工具（如预测语言模型）改进BCI的最重要的证明。”

“我看到这项研究最初是在2019年的一张海报上展示的，我觉得它很棒！”，军情局说。Surrua是托马斯.神经内科助理教授，他研究BCIS中风恢复，但并未参与研究。我认为这清楚地表明，精细运动轨迹可以从大脑皮层活动中解码出来。”

塞鲁亚补充说，他的研究可以与威利特的研究相结合，帮助治疗遭受脑外伤或中风的人。”我们已经证明了运动控制信号可以被解码（中风后），这意味着威利特开发的一些解码方法可能在脊髓损伤患者之外有应用。

然而，塞鲁亚对这项新研究也有一个疑问——几年前他向威利特提出了一个犹豫：他认为，虽然通过书面信件恢复沟通是直觉的，但这可能不是最有效的方式。

塞鲁亚问道：“为什么不在更简单的基本手势基础上教一门新的语言，类似于速记和弦或手语呢？”这既可以提高沟通速度，更重要的是，可以减少所需的脑力劳动和注意力。”

但目前，威利特专注于在心理上解码我们更熟悉的交流方式，他想和其他瘫痪的人重复这个打字实验。他解释说，虽然翻译大脑对笔迹的控制是恢复一个人交流能力的重要第一步，但考虑到我们产生语音的速度比书写或打字快得多，通过分析一个人想说的话来解码实际语音仍然是研究人员面临的一个重大挑战。

“要以足够的准确度和词汇量来解码语音，让人们进行一般性对话，一直是个难题。威利特说：“这里的信噪比要高得多，所以很难翻译成电脑。”但我们现在很兴奋，我们可以非常准确地解码手写体。每一个字母都会唤起一种截然不同的神经活动模式。”

至于文本和语音解码技术何时可能向公众开放，威利特持谨慎乐观态度。”他承认：“很难预测我们的方法何时能转化成一个真正的设备，任何人都能买到。”当然，我们希望它会很快，现在有公司正在研究可植入的BCI设备。但你永远不知道什么时候会有人翻译成功。我们希望是几年内，而不是几十年！”