视觉障碍对利用视觉空间注意力的脑机接口可控性的影响

脑机接口（BCI）的主要目标是通过直接从脑活动中生成控制信号，在不依赖包括视线转移在内的身体运动的情况下，实现与环境的交互。利用对周边物体的注意选择已被用于控制脑机接口，但这要求具备足够的视力，以可靠地识别目标刺激。本研究系统考察了不同程度的视力损伤对事件相关电位（ERP）及脑机接口性能的影响，研究对象为健康参与者，其将隐性注意指向周边视觉刺激。我们假设，视力损伤（如视物模糊或单眼视觉）可能会改变与注意相关的视觉ERP，但当颜色作为目标特征时，对脑机接口性能的影响很小，甚至没有影响。与双眼视觉相比，单眼视觉改变了早期对注意敏感的视觉成分。模拟视力下降导致P300时程范围内的ERP减弱。然而，不同视觉条件下ERP的差异并未影响脑机接口的解码准确率。本研究不仅揭示了不同观看条件下视觉ERP的差异，更主要地证明了：即使存在视力损伤，只要视觉刺激的可辨别特征（如颜色）仍能被识别，个体便可以通过集中注意于该视觉刺激来可靠地控制脑机接口。这为使瘫痪患者借助一种非侵入性、与视线无关的脑机接口进行交流提供了一种有前景的方法。

脑机接口（BCI）的主要目标是通过直接从脑活动中生成控制信号，在不依赖包括视线转移在内的身体运动的情况下，实现与环境的交互。对周边物体的注意选择已被用于控制脑机接口，但这要求使用者具备足够的视力，以可靠地识别目标刺激。本研究系统考察了不同程度的视力损伤对事件相关电位（ERP）及脑机接口性能的影响，研究对象为健康参与者，任务是将隐性注意指向周边视觉刺激。我们假设，视力损伤（如视物模糊或单眼视觉）可能会改变与注意相关的视觉事件相关电位，但当颜色作为目标特征时，对脑机接口性能的影响较小，甚至不会产生影响。与双眼视觉相比，单眼视觉状态下，早期且对注意敏感的视觉成分发生了改变。模拟视力退化导致P300范围内的事件相关电位降低。不同视觉条件下事件相关电位的差异并未影响脑机接口的解码准确率。本研究不仅揭示了不同观看条件下视觉事件相关电位的差异，更重要的是表明，即使存在视力损伤，只要视觉刺激的区别性特征（如颜色）仍可被识别，使用者便能够通过将注意集中于该视觉刺激来可靠地控制脑机接口。这为帮助瘫痪患者借助非侵入式、与视线无关的脑机接口进行交流提供了一种有前景的方法。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748503v1?rss=1

🏷️ 脑机接口 视觉空间注意力 视力损伤 事件相关电位 P300 神经解码