（圖片來源：Pixabay）

腦機接口（BCI）是一種允許直接通過人腦控製機器或計算機的設備。而與(yu) 使用大腦植入物這樣具有高風險的侵入性方法相比，像腦電圖（EEG）這樣通過顱骨讀取數據的非侵入性控製方法既安全又方便，但是掌握這種方法所需的學習(xi) 時間更長，使用者的熟練程度也不盡相同。

美國卡內(nei) 基梅隆大學生物醫學工程係主任賀斌教授與(yu) 合作者進行了一項大規模的人類研究，他們(men) 讓受試者參加為(wei) 期8周廣泛應用的簡單冥想技巧課程，以檢驗冥想作為(wei) 腦機接口控製的潛在訓練工具的效果。這項研究發表在Cerebral Cortex上。

一共有76人參與(yu) 這項研究，每位受試者被隨機分配到冥想組和對照組，並且在這8周裏，受試者不會(hui) 為(wei) 控製腦機接口做任何其它的準備。之後，每位受試者會(hui) 進行多達10次腦機接口研究。賀斌教授的研究表明，與(yu) 沒有接受過冥想訓練的人相比，隻接受過8節基於(yu) 正念的認知療法（mindfulness-based attention and training, MBAT）的受試者無論在第一次控製腦機接口的能力上，還是在完全達到熟練程度所需要的時間上，都表現出了顯著的優(you) 勢。

MBAT 組的受試者完成訓練課程後，與(yu) 對照組一起學習(xi) 通過腦機接口操縱係統，通過意念在電腦屏幕上操縱光標。這要求他們(men) 集中注意力，在腦海中視覺想象光標的移動。在整個(ge) 過程中，研究團隊通過EEG監測受試者的表現和大腦活動。

如前文所言，該團隊發現那些接受過MBAT訓練的人在控製腦機接口方麵，無論是在第一次接觸該設備還是使用了一段時間後，都表現得更得心應手。更有意思的是，研究人員發現，兩(liang) 個(ge) 樣本組之間大腦活動的差異與(yu) 他們(men) 的成功與(yu) 否直接相關(guan) 。冥想組調節α節律的能力明顯提升（α節律是腦機接口係統中用於(yu) 意念控製電腦光標運動的活動模式）。

圖示為(wei) 冥想組和對照組之間α節律能量的差異 （圖片來源：卡內(nei) 基梅隆大學工程學院）

賀斌教授的研究結果對腦機接口訓練過程和通過EEG控製非侵入性腦機接口的整體(ti) 可行性具有重要意義(yi) 。他們(men) 團隊先前的研究表明，長期的冥想者能夠更好地克服學習(xi) 非侵入性意念控製的困難，而這項研究表明，隻需短時間的MBAT訓練，就能顯著提高受試者使用腦機接口的技能。這也說明MBAT可以為(wei) 腦機接口訓練提供非常有效的輔助。“冥想已經被廣泛地用於(yu) 提升幸福感和改善健康。”賀教授說，“我們(men) 的研究發現，它還可以增強人的意念控製能力，並可能由此推動非侵入性腦機接口技術的廣泛應用。”

它同樣也可以為(wei) 從(cong) 事腦機接口設計和維護工作的神經科學家和臨(lin) 床醫生提供幫助。對於(yu) 設計腦機接口用於(yu) 解釋大腦信號的機器學習(xi) 算法，對大腦的全麵理解有著至關(guan) 重要的作用。這方麵的信息在腦機接口重新校準中尤為(wei) 重要，它可能很耗時，但對於(yu) 非侵入性腦機接口而言經常是必需的。

賀教授和他的團隊的工作為(wei) 一種眾(zhong) 所周知的、廣泛實踐的冥想形式提出了新的應用，甚至可能有助於(yu) 理解冥想在神經學中的作用，以及如何更好地將冥想應用於(yu) 腦機接口訓練。這項研究為(wei) 腦機接口研究者提供了新的信息，並為(wei) 理解大腦和幫助人們(men) 準備使用腦機接口提供了一種新的工具。

（圖片來源：Pixabay）

翻譯：胡琦琳

審校：戚譯引

引進來源：卡內(nei) 基梅隆大學工程學院

引進鏈接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/coec-mfm092220.php


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