中科院团队发现少量神经元可解码手部三维轨迹，为高效脑机接口提供依据

据 IT之家 11 月 14 日援引新华社报道，中国科学院自动化研究所团队通过灵长类动物实验发现，大脑运动相关区域中，仅需少量对位置敏感的神经元，就能解码手部在三维空间中的运动轨迹。这项研究为理解大脑如何表达连续运动提供了新证据，也为研发更高效、更顺滑的脑机接口提供了神经科学依据。相关成果近日发表于《神经科学杂志》。

从离散位置走向连续三维运动

让脑机接口准确控制外部设备，首先需要弄清楚神经活动与动作之间的对应关系。以往的运动皮层研究，往往将猕猴的运动范围限制在少量离散位置。这样的实验便于观察特定动作，却也使研究人员难以区分：神经元究竟在表达运动过程中的哪些信息。

为突破这一限制，研究团队设计了无约束的三维抓取任务，并在猕猴左侧的初级运动皮层和前运动皮层植入微电极阵列。前运动皮层与运动规划有关，初级运动皮层则参与发出运动执行指令。研究人员通过计算三维运动过程中神经细胞的放电率，观察这些活动如何对应手部的位置变化。

结果显示，这两个区域中，都有部分神经元对手的实时位置进行编码。也就是说，研究人员能够从这些细胞的活动中，提取手在空间中移动的位置信息，而不只是识别几个固定的动作终点。

• 实验任务：让猕猴完成无约束的三维抓取，观察连续空间运动。
• 记录区域：同时关注负责运动规划和运动执行的两个皮层区域。
• 核心发现：两个区域均只需少量位置调谐细胞，即可解码三维运动轨迹。

对脑机接口的意义：寻找更有效的信号

这项研究的关键，并不只是“少量神经元”这一数量特征，而是找到了与手部实时位置相关的神经编码。对于脑机接口研发而言，理解哪些细胞携带目标信息，有助于更有针对性地选择和利用神经信号，为解码方法的设计提供依据。

研究结果还显示，运动规划和执行相关区域都包含可用于轨迹解码的信息。这提示后续研究可以进一步探索不同区域信号的利用方式，而不必仅从单一功能角度理解运动皮层。不过，来源并未披露具体细胞数量、解码误差或设备控制测试结果，因此不能据此断言电极数量或系统算力需求已经降低。

从实验发现到设备控制，仍需验证

中国科学院自动化研究所研究员余山指出，对大脑机制理解得越深入，越有助于发挥脑机接口的效能。如果未来能够直接提取大脑中的运动轨迹，外部设备就有望更高效地执行行动方案，控制过程也可能更加顺滑。

需要明确的是，当前证据来自灵长类动物实验，并不等同于已实现人体临床应用。对科技产业而言，这项成果的价值在于为脑机接口提供了新的研究路径：除了改进硬件和算法，也要进一步理解大脑本身如何高效编码运动。能否将这种机制转化为稳定、实用的控制能力，仍有待后续研究验证。