2026年4月,发表在国际权威期刊《科学进展》上的一项研究,带来突破性进展:
科研团队开发出一套全新的植入式脑机接口系统,让恒河猴仅凭大脑神经信号,就能在沉浸式虚拟现实世界里完成灵活、精准的导航,甚至能应对突发的环境变化,而这一切,都不需要猴子做出任何肢体动作。
在此之前,脑机接口技术已经实现了不少里程碑式的突破,让瘫痪患者控制电脑光标打字、操控机械臂喝水,甚至驱动轮椅移动。
但这些成果大多只是在实验室的理想环境里:
要么只能完成固定路线的简单动作,遇到障碍物或目标临时变动就会失灵;要么需要用户反复尝试做出肢体动作来完成校准,这对完全失去运动能力的患者来说根本无法实现。
最为重要的是,大多数系统需要频繁重新训练、调试解码器,根本没法适应家庭里复杂多变的日常场景。
就像研究团队所说的,真实世界的导航从不是走固定直线,而是要随时应对意外,这需要大脑对运动的灵活规划能力,而这正是此前大多数脑机接口忽略的核心。
为了补上这个短板,这次的科研团队跳出了只盯着运动执行脑区的传统思路。
他们把目光投向了大脑里和运动相关的三个核心区域:除了大家熟知的、负责肢体运动执行的初级运动皮层(M1),还加入了负责运动规划、动作灵活调整的背侧前运动皮层(PMd)和腹侧前运动皮层(PMv)。
他们在三只恒河猴的这三个脑区,分别植入了一套96通道的微型电极阵列,这些比头发丝还细的电极,能实时捕捉大脑神经元发出的微弱信号。
同时,团队还搭建了一套具备立体视觉的沉浸式3D虚拟现实系统,该系统能模拟出从简单的网格平面到复杂的森林环境,还能实现动态镜头追踪,其带来的视觉体验和我们身处真实世界的感受几乎完全一致。
这套系统最颠覆的设计在于它极简的训练方式。
传统脑机接口的解码器,往往需要数小时甚至数天的训练,还要用户高度配合做出动作。
而这套系统的解码器,只需要猴子安安静静坐7分钟,被动观察虚拟小球在场景里的自主移动,全程手臂被固定约束、不用做任何肢体动作,就能完成全部训练。
更厉害的是,这个一次训练好的解码器,之后不管是切换任务、更换场景,还是改变操控视角,都不需要任何重新训练或校准,就能直接稳定工作。
其背后的支撑,是团队优化的解码算法,它能提取出大脑里和运动意图相关的核心神经规律,而不是只绑定固定的视觉场景或动作模式。
在后续的测试里,猴子们的表现也完全超出了预期。
它们仅凭大脑信号,就能精准控制虚拟小球或猴子化身完成各种高难度任务:
在基础的定点移动任务里,单场次最高成功率达到了96%。
就算是在有动态镜头追踪的连续导航任务里,也能稳定保持60%左右的平均成功率。
遇到路径上的障碍物,它们能灵活调整路线并绕开,如果目标中途突然变换了位置,其中一只猴子平均仅需661毫秒就能调整移动方向,这个反应速度已经接近正常灵长类动物的本能反应。
甚至当团队把训练时的第三人称视角,换成完全陌生的第一人称视角时,猴子的操控表现也几乎没有下降。
研究团队还有一个关键的新发现:
此前被当作脑机接口核心的初级运动皮层,在这次灵活导航任务里的贡献,远不如两个前运动皮层。
实验数据显示,只用两个前运动皮层的神经信号,就能实现和三个脑区几乎相当的操控效果,初级运动皮层几乎没有带来额外的有效信息。
同时团队还发现,哪怕用完全一样的解码器和神经数据,离线模拟的效果,永远比不上猴子在实时闭环操控里的表现,因为大脑会在实时的视觉反馈里,不停调整自己的神经活动,越操控越熟练,这种动态的适应能力是离线模拟永远无法复刻的。
这项研究的价值,远不止让猴子在VR世界里用脑走路。
对于完全瘫痪、连肢体微动都无法做到的患者来说,这套系统的优势是颠覆性的:不需要任何肢体动作,只需要几分钟的被动观察就能完成校准,一次训练就能应对不同的日常场景,不用频繁调试,就能实现轮椅导航、避障、临时改道这些核心生活需求。
当然,从恒河猴实验到真正的人体临床应用,还有很长的路要走,比如植入设备的长期生物安全性、设备的小型化与无线化等行业共性难题仍待攻克。
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