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近日，《PNAS》清華大學醫學院生物醫學工程系教授研究人員高上凱發表一項重要研究，研究人員成功實施了一種非侵入性的腦機接口，獲得了迄今zui快的信息傳遞率。清華大學醫學院的高小榕教授和中科院半導體研究所*軍教授參與研究。
實現實用性BCIs的一個障礙在于低的通信速率。當前，建立腦機接口zui常用的方法是通過腦電圖(EEG)技術，由于其非侵入性和低成本。不幸的是，由于EEG信號的低信號噪聲比，信息傳輸速率只限于1.0 bits /秒。這種技術廣泛應用于不能溝通的人使用的拼寫系統，在該系統中，用戶視覺上靶定被計算機讀取的一個字母。在一些系統中，信息傳輸速率很慢，每分鐘五個字母。
在動物和人體模型中，涉及手術植入假體的無創系統，可導致更快的信息傳輸速率，但是很顯然是不實用的。研究人員根據穩態視覺誘發電位(SSVEPs)構建了這一系統。SSVEP拼寫系統可檢測用戶對一個目標性狀的視線方向，基本上是一個鍵盤，通過轉移視線方向而不是手動進行操作。使用SSVEPs的現有系統，獲得了很高的信息傳輸速率，但這種系統的上限仍然是未知的。
作者推測，單次提取SSVEPs的視覺延遲(如刺激過程中的神經元集群活動所示)，在試驗過程中將會是非常穩定的。他們這樣寫道：“如果這是真的，刺激信號的頻率和相位可以被地編碼在單次提取SSVEPs中。使用同步調制與解調范式，可以在SSVEP拼寫中預期更好的性能，這已被廣泛應用于電信。"為了進一步改進該系統，研究人員采用了一種用戶特定的解碼算法，該算法可以根據視覺延遲的個體差異而進行調節。
該系統解決的另一個問題是，嘈雜的EEG信號干擾引起的視覺延遲的測量難度。研究人員使用了一種新的視覺延遲估計方法，進行彌補。測試對象的在線拼寫性能當中，平均拼寫率大約是每分鐘50到60字，信息傳輸率在每秒4.5到5.5 bits，與現有的無創BCI拼寫系統相比，是一個巨大的進步。
研究人員指出，還需要進一步的研究，才能構建能夠高負載工作的系統，以及確定長期視覺延遲的穩定性。
