这顶帽子是朝着通用、非侵入式脑机接口迈出的一大步

现在，多种脑机接口 (BCI) 设备可让用户完成各种任务，包括控制计算机光标、将神经活动转化为文字、将手写内容转化为文本等。虽然最新的 BCI 示例之一似乎可以完成非常相似的任务，但它无需耗时、个性化校准或高风险的神经外科手术即可完成。

正如最近发表在PNAS Nexus上的一项研究中所述，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种可穿戴帽子，它允许用户通过将大脑活动解释为可操作的命令来完成复杂的计算机任务。但无需根据特定用户的神经活动定制每台设备，配套的机器学习程序提供了一种新的“一刀切”方法，大大减少了训练时间。

“训练 BCI 受试者通常从离线校准会话开始，以收集数据来构建单个解码器，”该团队在论文摘要中解释道。“除了耗时之外，这种初始解码器可能效率低下，因为受试者没有收到帮助他们在校准期间引发正确 [感觉运动节律] 的反馈。”

为了解决这个问题，研究人员开发了一种新的机器学习程序，它可以识别个人的具体需求并根据需要调整其基于重复的训练。由于这种可互操作的自我校准，受训者不需要研究团队的指导，也不需要复杂的医疗程序来安装植入物。

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“当我们在临床环境中考虑这一点时，这项技术将使我们不再需要专门的团队来完成这个漫长而繁琐的校准过程，”参与该项目的研究生萨蒂亚姆·库马尔 (Satyam Kumar) 在最近的一份声明中表示。“从一个病人转移到另一个病人的速度会快得多。”

准备阶段，用户只需戴上一顶类似游泳帽的红色电极点设备即可。电极会从那里收集神经活动，并在训练期间将神经活动传输到研究团队新创建的解码软件。得益于该程序的机器学习功能，开发人员避免了其他 BCI 技术通常需要为每个用户进行校准的耗时个性化训练。

在五天的时间里，18 名测试对象有效地学会了使用新训练方法在脑海中想象玩赛车游戏和更简单的平衡杆程序。事实上，解码器非常有效，佩戴者可以同时训练平衡杆和赛车游戏，而不是一次训练一个。在上个月举行的西南偏南年度会议上，德克萨斯大学奥斯汀分校的团队更进一步。在演示中，志愿者戴上可穿戴的 BCI，然后在几分钟内学会了控制一对手臂康复机器人。

到目前为止，该团队仅在没有运动障碍的受试者身上测试了他们的 BCI 帽，但他们计划扩展其解码器的能力以涵盖残疾用户。

“一方面，我们希望将 BCI 应用于临床领域，帮助残疾人士，”研究报告合著者、德克萨斯大学电气与计算机工程教授 José del R. Millán 说道。“另一方面，我们需要改进我们的技术，使其更易于使用，从而为残疾人士带来更大的影响。”Millán 的团队还在努力将类似的 BCI 技术融入轮椅。