腦機接口在腦科學中的應用

夏妙蕓 王 穎 楊謙梓 羅 艷

腦科學與人工智能是兩個不同的領域,但兩者間存在著緊密的聯系和互動。隨著人工智能技術的不斷發展,研究者們能更加深入地了解大腦的結構和功能,同時可從腦科學中汲取靈感并受到啟發,不斷推動人工智能的發展。本文將從腦機接口(brain-computer interface,BCI)技術角度,探討腦科學與人工智能的相互影響。

BCI是一種將人的大腦信號轉化為計算機指令的技術,其通過對人腦電信號的采集、分析和處理,使人類能夠與外部世界進行直接交互,而無需依賴傳統的輸入設備(鍵盤、鼠標等),實現人與計算機之間的直接交互[1]。這種技術不僅可為殘疾人提供一種新的通信和控制方式,也有望為健全人提供更加高效的人機交互方式,有助于研究者進一步研究大腦的功能和結構,并在此基礎上為人工智能提供更好的交互模式[2-4]。

目前,BCI技術已在理論和實踐方面取得了一些進展,但在可靠性和實用性方面還面臨一些挑戰。

1 BCI在殘疾人中的應用

首先,BCI技術已實現了單一運動功能的控制,如輪椅、機器手臂和假肢等。對于因截肢或神經損傷等原因失去肢體功能的殘疾人,通過BCI技術,可使用大腦信號控制上述設備,恢復其日常生活自理能力[5]。其次,對于運動神經系統疾病患者或脊髓損傷患者,BCI可通過采集其腦電信號,識別其所想表達的思想,并轉化為語音或文字輸出,從而幫助此類患者克服語言表達和文字錄入方面的困難[6]。第三,對于因運動障礙或肌肉疾病等原因無法使用傳統的遙控器或開關者,BCI可通過控制電器或智能家居系統,幫助其更加方便地實現環境控制。……