脑电脑接口用户每分钟键入90个字符

训练训练的脑植入系统以解码从瘫痪的人的手写的神经信号，使计算机能够每分钟键入高达90个字符，精度为94％，研究人员在自然中报告了94％的准确性。该研究的作者称，这种脑电脑界面（BCI）是对其他实验装置的相当大，旨在促进无法说话或移动的人的沟通，但在临床上使用之前仍然存在许多步骤。

“[研究]有很多方面，这很好，”艾米丽奥巴斯说，在匹兹堡大学的BCIS上工作，并没有参与工作。 “这是对临床可行性的人体BCI的真正良好的演示，”也有助于了解为什么基于手写的系统似乎比BCI基于翻译神经信号，以便更直接的物理运动（例如指向字母）在显示屏上。

该研究出来了一个叫做Braingate2的长期临床试验，其中瘫痪的参与者在他们的大脑的电机皮层中植入的传感器，并与旨在使用传感器数据来开发BCIS的研究人员一起使用。 “由于动物模型遗产和[BCI]领域的历史，很多早期的东西都集中在此点头键入的方法，然后在屏幕上移动光标，然后单独键入键， “斯坦福大学神经假肢翻译实验室（NPTL）的成员解释了Frank Willett，以及Howard Hughes医学研究所研究专家。 “我们对那种推动界限和看其他方式来让人们沟通。”

WILLETT和他的同事们与BRAINGATE2参与者昵称的T5有脊髓损伤，能够谈论，并且在脑中的一个区域中具有传感器，称为手动运动的手旋钮。在几个会议上，他们要求T5假装他拿着一支笔并写出他们在屏幕上向他展示了数百个句子。然后，它们使用T5传感器检测到的活动来训练神经网络以识别字母T5正在写入，并测试程序基于当以为新句子产生的大脑信号实时生成文本的能力。

研究人员报告，训练有素的网络使T5以每分钟最多90个字符的速度使得“型”速度最高，并且在他写入的字母中具有94.1％的准确性。这对以前的BCI进行了相当大的改进，该组的开发基于使参与者使用其大脑信号控制计算机鼠标，然后单击字母，该字母每分钟实现约40个字符。事实上，作者对他们的知识写作，到目前为止，这是任何BCI的最快打字率。

速度对于需要BCIS沟通的人来说至关重要，因为“他们可以更快，更有效地沟通，以提高他们的生活质量更好，而且只是使互动更容易和平稳，压力更低。”

为了看看这种卓越性能的帐户，作者分析了对应于字母的神经图案以及点击BCI中使用的直接到达运动。他们发现，字母的图案更彼此不同，使得神经网络更容易破译。它们还设计了自己的26个字母的字母，用曲线线重新发布，它们的模拟表明通过避开彼此类似地写入的字母来实现更准确的BCI。

“[这很有道理 。 。 。具有更复杂的运动动态可以真正有助于提高沟通率，解码的准确性，“加州大学的神经外科州旧金山，旧金山，曾经与NPTL集团非正式地工作但没有参与其中目前的研究。 “他们真的利用了一个有助于使信号更加可辨别的功能的新尺寸。”

据作者所知，他们的BCI迄今为止，他们的BCI可以实现任何开发的最快的输入率。

将BCI准备好临床使用，需要几种改进。那些包括脑植入自身的调整，例如使其更小并且能够无线信号传输，是关于BCI公司Neuralink的NPTL中的NEUROSURGEON，并咨询了Enspire的医疗咨询委员会的神经外科官方公司探索深脑刺激对中风恢复。此外，在研究中，研究人员需要定期校准BCI，以考虑传感器的位置的分钟转变，从而改变他们接受的神经活动;理想情况下，Henderson和Willett说，这个过程以及神经网络的初步训练将是自动化的。

亨德森，WILLETT和高级作者Krishna Shenoy，另一名NPTL会员和霍华德休斯医学院调查员在若干BCI相关公司的咨询委员会上咨询或服务于他们使用的神经解码方法的专利申请Shenoy说，与公司交谈有关许可牌照的可能性。最终，Willett和Henderson表示，他们有兴趣探索神经信号作为语音的一种方式，以便能够更快的沟通而不是手写。言论速度约为每分钟150-200字，亨德森票据，并解释它是一个有趣的科学努力，因为它是独特的人类，因为它没有完全明白语音在大脑中产生言论。 “我们觉得这是一个非常丰富的探索领域，所以我们未来五到十年的大目标是真正解决了解言语并将其解码为文本和口语的问题。”

F.R. Willett等人，“通过手写的高性能大脑到文本通信，”自然，593：249-54,2021。

更正（5月13日）：新的BCI能够每分钟键入90个字符，而不是本文中最初规定的90个字。科学家遗憾的是错误。