腦機啟偵|新型腦機接口研究，猴子用意念“注視”就能導航VR世界

近日，國外研究人員開發出一種旨在幫助癱瘓患者控制輪椅、假肢等設備的皮質內腦機接口，首次將獼猴三個運動腦區的神經信號與沉浸式3D VR系統結合，實現了無需外顯動作、無需反復訓練的實時速度控制，從而為真實世界中的腦控輪椅或假肢帶來全新可能。

傳統的皮質內腦機接口研究大多局限于實驗室中的光標點擊或機械臂抓取，場景簡單、維度有限，難以應對真實世界中不斷變化的障礙物與路徑。

針對這個問題，一支研究團隊提出了一種創新的3D VR腦機接口方案，成功讓獼猴僅憑“被動注視”虛擬環境中的運動，就能實時控制一個三維球體或化身的速度、實現連續導航與避障.整個過程不依賴任何肢體動作，解碼器也無需在線重新訓練。

所述方案的核心突破體現在三個方面：

• 多腦區協同解碼：研究人員同步記錄了獼猴初級運動皮層（M1）、背側前運動皮層（PMd）和腹側前運動皮層（PMv）的神經信號。這三個區域共同參與運動的規劃與執行，聯合解碼使得三維空間速度控制更加靈活、精準。
• 沉浸式3D VR導航系統：團隊構建了一個逼真的三維虛擬現實環境，配備動態攝像機追蹤功能。獼猴需要腦控一個球體或化身，在復雜場景中連續運動、繞過障礙物。這高度模擬了現實世界中輪椅或假肢的導航任務，遠非傳統“光標在平面移動”可比。
• 零動作、零重訓練，依賴神經可塑性：整個解碼器的訓練數據，僅來源于獼猴被動觀察VR環境中的運動（即“注視”），不要求它們做出任何外顯動作。在線腦控階段，解碼器參數固定不變，系統完全依靠使用者自身的神經可塑性來適應不同環境、目標和障礙物。這意味著，未來癱瘓患者無需反復校準設備，也無需進行費力動作訓練。

研究團隊指出，現有腦機接口在家庭環境中難以推廣的重要原因之一，就是真實世界充滿不可預測的事件，需要大腦快速在線修正。而該方案利用前運動皮層與初級運動皮層的協同活動，天然支持這種靈活性。實驗結果顯示，三只獼猴均能成功實現三維速度控制，并在不同任務間平穩切換。

所述技術目前已在獼猴身上完成驗證，下一步將向臨床轉化。對于因脊髓損傷或肌萎縮側索硬化而癱瘓的患者，這套僅需“被動注視”即可使用的VR腦機接口，或許能讓他們重新獲得輪椅導航、假肢操控甚至虛擬社交的能力。

來源：映維網

鏈接：https://news.nweon.com/139577

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw3876

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