文献速递

如果有一天,机器能实时"读懂"你此刻是平静还是焦虑、是愉悦还是低落,而且细到能分辨情绪的层次,你会不会隐隐有点发怵?但浙大团队确实刚通过侵入式脑机接口,把它往前推了一大步。
近期,浙江大学杨雨潇研究员、王跃明教授团队在《Nature Computational Science》发了篇论文:Cross-task, explainable and real-time decoding of human emotion states by integrating gray and white matter intracranial neural activity(通过整合灰质与白质颅内神经活动,实现跨任务、可解释、实时的情绪状态解码)。

情绪解码,一直是块硬骨头
全球超10亿患者受抑郁等精神疾病困扰,但精神疾病的神经调控治疗仍面临症状波动复杂、神经标志物不明确、刺激作用机制尚不清晰等挑战。侵入式脑机接口治疗精神疾病仍处于探索阶段。
侵入式脑机接口需要怎样的情绪解码?临床可用的情绪解码模型至少需要满足四个条件。
模型需具备高性能,情绪相关神经活动分布广泛,需突破传统上只使用灰质信号的限制。
模型需具备跨场景泛化能力,捕捉不同诱发方式下的共同脑状态。
模型要可解释,明确支撑解码的脑信号空间、时间和频域信息。
模型要能在线实时运行,满足闭环调控等应用需求。
图1. 侵入式脑机接口实现细粒度、跨任务、可解释、在线动态的人类情绪解码
他们具体干了什么
三件事。
一是纳入22名因临床诊疗需求植入 SEEG 电极的药物难治性癫痫受试者,其中18名数据用于离线解码分析,4名参加在线实时解码。
二是受试者观看图片和视频,完成情绪诱发任务,并在每个试次后自评情绪效价和唤醒分数。同步记录颅内脑电,电极广泛覆盖边缘系统、皮层、皮层下结构以及白质纤维束。形成了约90小时颅内脑电记录、3000个情绪标签的大规模、高质量颅内情绪解码数据集。
三是每位受试者分别训练个体化解码模型。模型性能主要通过试次独立的交叉验证相关系数(cvCC)和交叉验证决定系数(R²)评估。
图2. 个体化深度学习情绪解码模型
结果有多强
细粒度:灰白质信号融合显著提升情绪解码性能,在视频任务中,群体层面的效价解码交叉验证cvCC达到0.70, R² 达到 0.49,较现有 EEG 和 SEEG 情绪解码模型的平均水平提升一倍以上(R²=0.21);
图3. 高性能解码- 跨任务:跨任务模型可作为预训练模型,通过少量目标任务数据快速微调,模型可识别与情绪维度相关的可迁移神经表征;

- 可解释:为了让解码模型不仅“能预测”,也“能解释”,研究团队进一步分析了哪些脑区和白质纤维束最关键。结果显示,约4个关键脑区即可接近全脑区性能,提示少量关键脑区可支持较高性能的情绪解码。

图5. 情绪维度的共享与偏向编码
- 在线动态:研究团队建立在线脑机接口系统:前一天通过离线实验训练个体化模型,第二天接入实时颅内脑电数据流,并在在线任务中实时输出解码结果。系统平均延迟仅376毫秒,4名受试者的在线解码性能均与离线训练相当、且显著高于随机水平。
为什么这件事重要
它给"用侵入式脑机接口治疗精神疾病"提供了一个技术底座。情绪能被精准、实时地监测和解读,意味着未来的闭环神经调控,比如检测到负面情绪波动就介入,有了可靠的信号入口。这也是继清华、北脑等团队之后,侵入式脑机接口在精神健康领域落下的又一枚关键子——方向正从运动功能修复,往“读心”“调情绪”延展。对全球约30%对药物反应不佳的难治性抑郁患者而言,这意味着未来或许不再只能靠反复试药,而可能由一套能实时读懂情绪的闭环系统来接管干预时机。
作者信息
通讯作者:杨雨潇研究员、王跃明教授(浙江大学),共同通讯朱君明、胡少华主任医师;第一作者杨雨潇、陈文君。据浙大双脑中心官方通稿整理。
信息来源:
论文原文:https://www.nature.com/articles/s43588-026-01021-w|综合浙大双脑中心官方通稿及论文原文撰写,版权归原作者所有。

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