发现错误和失误是人类感知和学习的重要能力,日常生活中我们常说的“马虎”就是这项能力的不足,但一直以来似乎也没有太好的解决方案。很多需要精细操作的场景这项能力尤为重要,如外科手术、远程机器人操控、精细手工创作等,人能否及时察觉视觉与动作之间细微的“误差”,直接决定了操作精度与安全。
最近,科学家们发现人类大脑对于“错误”的感知能力可以通过脑机接口训练进行强化。来自得克萨斯大学奥斯汀分校和美国国立卫生研究院团队通过一套脑机接口神经反馈方案,直接调控人脑处理“错误感知”的核心神经信号——错误正波(Pe波),大幅强化了人识别微小“错误”的能力。
研究人员发现,当人体发现自身失误(如拿错物品、发现文字错误等)时,大脑会产生一组特异性电信号,即错误相关电位(ErrP),可将其理解为大脑的内置预警系统。这套电位分为两个关键波形,早期负波(ERN)负责快速识别冲突,而后期错误正波(Pe)直接对应人对错误的主观意识,偏差越小、越难察觉时,Pe信号的强弱差异就越明显。当错误正波出现时意味着不仅眼睛看到了错误,大脑的高级执行中枢也主动识别和确认了错误。

Cz电极总平均事件相关电位现实Pe成分可表征错误幅度大小 ©Advanced Science
实验中,研究团队将32名健康受试者分为两组开展为期五天的连续对照训练,所有人都要完成摇杆光标追踪任务,系统会随机给光标轨迹施加不同角度的视觉偏移,模拟日常操作里难以察觉的动作错误。
其中一组采用常规训练模式,每次操作结束后仅根据受试者自身判断给出对错提示;另一组则搭载定制脑机接口系统,训练全程实时读取受试者脑电信号,基于大脑自身产生的错误意识信号同步反馈,让受试者同步知晓自己大脑是否捕捉到了轨迹偏差,以此建立神经活动与感知判断之间的关联。

实验设计 ©Advanced Science
五天训练结束后,两组受试者对微小偏移的感知能力出现明显分化。针对最难分辨的极小角度偏移,常规训练组整体感知准确率不升反降,学习进程完全停滞;而脑机接口训练组的识别能力持续稳步提升,仅三天后判断正确率就超过随机猜测水平,训练末期优势进一步拉大。对于难度稍低一点的细微偏移,常规训练虽有微弱提升趋势,但效果并不稳定,脑机接口组则全程保持稳定进步,最终识别准确率显著高于对照组,且全程没有出现学习平台期,训练后期仍存在持续提升空间。
从神经层面来看,行为感知能力的提升和错误正波Pe幅值增强同步发生。研究团队推测,实时脑电反馈借助操作性条件反射机制,持续强化大脑前扣带回皮层的错误处理通路,该脑区是决策与错误监控的核心区域,区别于过往直接刺激视觉感官皮层的训练手段,从认知决策层面优化感知学习。

这项研究开辟了对错误感知能力训练的全新路径,过往提升精细感知的手段多聚焦视觉、听觉等初级感官皮层,而脑机接口神经反馈方案直接靶向大脑处理错误判断的高级认知环路,对接近感知阈值、人眼很难分辨的微小偏差提升效果尤为突出。
美国得克萨斯大学奥斯汀分校资深研究作者何塞·德尔·R·米兰(José del R. Millán)博士表示:“该技术并非单纯干预外在行为,而是直接靶向错误感知的核心神经信号。通过实时解码错误正波并反馈给受试者,我们能帮助大脑强化自身的错误识别机制,这是传统训练无法实现的——对于细微到无法被人体主观察觉的错误,传统训练完全无法起效,而该技术能针对性攻克这类微小错误的学习难题。”
简单来说,这项研究主要就是通过脑机接口增强了大脑识别微小“错误”的能力。所使用的机制也很简单,通过检测和反馈一个脑电波形——错误正波,在脑机接口训练中让大脑自行内隐优化。研究团队认为,这套脑机训练神经反馈体系可以用于精密器械操作人员的专业能力强化、改善老年人感知衰退,或是辅助精神疾病患者修复受损的行为监控认知功能。
脑机接口交互直指人类神经机制,这项研究又一次拓展了脑机接口应用的边界。这对于普通人也很重要,在被碎片化数字生态包围的今天,我们越来越难以专注、还容易忽略“小错误”。在神经隐私充分被保护的前提下,这项脑机接口技术或能帮我们强化专注力、错误感知力等高级认知能力,改掉“马虎”的习惯。
该研究7月15日发表于《Advanced Science》上,由José del R. Millán教授牵头,第一作者为Deland H. Liu与Fumiaki Iwane。
D. H. Liu, F. Iwane, M. Zhang, L. G. Cohen, and J. del R. Millán, “ Brain-Computer Interface Training Fosters Perceptual Skills to Detect Errors.” Advanced Science (2026): e76153. / Neuroscience News