華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院教授唐洲平領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，通過構(gòu)建一種新型混合腦機(jī)接口框架，實(shí)現(xiàn)跨個(gè)體的精準(zhǔn)、高效神經(jīng)信息解碼，為腦機(jī)接口技術(shù)邁向規(guī)?；R床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。相關(guān)成果于近日發(fā)表于國際期刊《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)。

“神經(jīng)信號(hào)的個(gè)體差異性是腦機(jī)接口領(lǐng)域長期面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。”唐洲平介紹，由于每個(gè)大腦的神經(jīng)活動(dòng)模式獨(dú)一無二，腦機(jī)接口系統(tǒng)需要經(jīng)歷繁瑣的個(gè)性化校準(zhǔn)過程，阻礙了該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室成果向規(guī)?；R床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

此項(xiàng)研究中，唐洲平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種新型混合腦機(jī)接口框架，通過融合雙模態(tài)傳感系統(tǒng)與智能遷移學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效神經(jīng)信息解碼。

唐洲平介紹，融合雙模態(tài)傳感系統(tǒng)包括腦電圖、功能性近紅外光譜兩部分，前者如同高速攝影般精確抓取運(yùn)動(dòng)意圖產(chǎn)生瞬間電脈沖，破解“何時(shí)想”難題；后者通過監(jiān)測血氧變化，類似熱成像儀般精準(zhǔn)鎖定大腦皮層活躍區(qū)域，揭示“何處想”秘密。這兩個(gè)關(guān)鍵信息被高度同步捕捉，大腦運(yùn)動(dòng)意圖便以前所未有的清晰度躍然眼前。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一套遷移學(xué)習(xí)算法——其核心邏輯是為每位患者量身定制一把專屬的“萬能鑰匙”。他解釋稱，這個(gè)過程好比是為一把構(gòu)造獨(dú)特的鎖(患者的大腦)，從成千上萬把鑰匙坯中，找到最接近其構(gòu)造的那一把(最優(yōu)模板)。隨后，系統(tǒng)只需對(duì)這把鑰匙坯進(jìn)行少量、高效的個(gè)性化打磨，就能迅速適配患者，成功“解鎖”大腦意圖。

唐洲平介紹，團(tuán)隊(duì)通過自建的腦出血患者數(shù)據(jù)集驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該路徑平均解碼準(zhǔn)確率達(dá)74.87%，優(yōu)于目前國際常用的方法。研究團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了涵蓋腦出血患者的多模態(tài)運(yùn)動(dòng)想象數(shù)據(jù)集，為全球同行開展協(xié)作研究提供共享資源。

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