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據(jù)《科學(xué)進(jìn)展》雜志16日?qǐng)?bào)道，3只恒河猴在植入式腦機(jī)接口（BCI）支持下，僅憑大腦信號(hào)，不用手腳，就能以“化身”形式在虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）森林環(huán)境中完成連續(xù)導(dǎo)航和任務(wù)切換。比利時(shí)魯汶大學(xué)的這一研究成果表明，腦機(jī)接口正從實(shí)驗(yàn)室中的“演示工具”，邁向更貼近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的階段。

腦機(jī)接口可以在大腦與外部設(shè)備（如計(jì)算機(jī)或機(jī)械臂）之間建立直接通信，實(shí)現(xiàn)“所想即所控”，這對(duì)幫助癱瘓患者實(shí)現(xiàn)物體操控、交流或完成其他任務(wù)具有重要意義。但此前系統(tǒng)多依賴(lài)簡(jiǎn)單環(huán)境或需要明顯的身體動(dòng)作，難以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中多變且不可預(yù)測(cè)的情境。

研究團(tuán)隊(duì)在3只猴子的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（M1）、背側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層（PMd）和腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層（PMv）3處運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)植入電極陣列。電極采集猴子大腦中的神經(jīng)信號(hào)，經(jīng)由人工智能（AI）模型解碼后，用于控制虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的“化身”。該VR系統(tǒng)提供立體視覺(jué)，并逐步引入更復(fù)雜和不可預(yù)測(cè)的情境。AI解碼模型僅經(jīng)過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)短的被動(dòng)訓(xùn)練階段即可投入使用，隨后無(wú)需再次訓(xùn)練。

團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩個(gè)層層遞進(jìn)的任務(wù)：一是控制屏幕上的球體移動(dòng)，二是在第一人稱(chēng)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(xiàn)實(shí)的復(fù)雜場(chǎng)景，包含從中心位置向外的導(dǎo)航任務(wù)、障礙物規(guī)避、動(dòng)態(tài)目標(biāo)切換，以及在視覺(jué)復(fù)雜場(chǎng)景中的第一人稱(chēng)和第三人稱(chēng)連續(xù)導(dǎo)航，整體更貼近現(xiàn)實(shí)世界的行動(dòng)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，猴子無(wú)需做出任何實(shí)際動(dòng)作，僅通過(guò)觀察屏幕并利用腦信號(hào)即可完成操作。

結(jié)果顯示，猴子能夠僅憑腦信號(hào)，在三維虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)控制，且無(wú)需任何明顯的身體動(dòng)作。在部分實(shí)驗(yàn)中，它們還表現(xiàn)出清晰的學(xué)習(xí)能力，隨著訓(xùn)練進(jìn)展不斷提升表現(xiàn)。研究還發(fā)現(xiàn)，前運(yùn)動(dòng)區(qū)在導(dǎo)航過(guò)程中提供了更為關(guān)鍵的信號(hào)，為理解不同腦區(qū)在腦機(jī)接口中的分工提供了新線(xiàn)索。

這種能夠連續(xù)導(dǎo)航、快速響應(yīng)并適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境變化的腦機(jī)接口，更接近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求。例如，在家庭環(huán)境中操控輪椅，不僅需要前進(jìn)和轉(zhuǎn)向，還要避開(kāi)家具、應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，并根據(jù)使用者意圖即時(shí)調(diào)整方向。

盡管距離臨床應(yīng)用仍有距離，尤其需要進(jìn)一步開(kāi)展人體試驗(yàn)，但該研究已表明，大腦具備通過(guò)腦機(jī)接口掌控復(fù)雜行為的能力。