概要
在一篇新的科学预印本中，Paradromics公司推出了SONIC——一项严格、开放的基准测试标准，用于衡量任何脑机接口（BCI）的性能。
借助这一标准，Paradromics公司的Connexus®脑机接口实现了超过200比特/秒（bps）的信息传输速率，且延迟可忽略不计。这一速度是Neuralink等其他皮层内系统最初报告性能的20多倍，更是Synchron等血管内系统的几个数量级。
Paradromics鼓励其他脑机接口公司采用SONIC或类似的可靠方法对其设备进行基准测试。通过培养一种透明的性能比较方法，为人机交互领域的创新铺平了道路。
为何新标准将加速整个脑机接口行业的发展
脑机接口是复杂的软硬件组合体，将其推向市场需要数百万美元的投入和多年的时间。作为平台技术，单一设备可以支持多种应用。挑战在于，性能最佳的脑机接口是外科植入式医疗设备，对其进行测试需要针对特定应用开展昂贵且缓慢的临床试验。
半导体行业面临着类似的挑战，新芯片的商业化需要大量的时间和资金。为了推动发展，该领域采用了基准测试——一种反映潜在系统特性的工程评估。这些测试虽然不能替代最终的用户测试，但能在设计过程中提供更快、更客观、更全面的反馈循环，并让终端用户在选择芯片时更有信心。而脑机接口行业一直缺乏这样的标准。
鉴于此，Paradromics公司开发了优化神经接口容量标准（SONIC）基准。在进行临床测试之前，工程测试至关重要，以确保脑机接口系统能够满足性能要求。与应用无关的性能指标对于推动该领域的发展至关重要，尤其是当这些指标可以在临床前得到验证时。
SONIC基准 @BioRxiv
为何可实现的信息传输速率和延迟都很重要
信息传输的理论框架所依据的假设往往不适用于复杂的神经系统。最可靠的方法是报告实际传输的数据。
但仅有高信息传输速率是不够的。如果不考虑延迟，就有可能操纵结果。一些解码方法会记录长数据块并回溯时间，报告一部分特定应用的指标，这些指标表面上令人印象深刻，但却是以妥协为代价实现的，包括引入长时间的延迟。许多应用，如对话式语音，无法容忍这样的延迟。
考虑延迟有助于解释为什么有些脑机接口试验报告的“每分钟字数”相近，但所使用设备的信息传输速率却大相径庭。在预先录制的演示中，很容易在后期制作中隐藏延迟和性能可变性等因素。
新纪录：为行业设定标杆
Paradromics公司对其自主开发的完全可植入的无线Connexus BCI进行的基准测试，在测量错误率和延迟的同时，突破了每秒收集信息的极限。这些测量是在设备植入后进行的，历时10个月。目前有待超越的成绩如下：
200+比特/秒，总系统延迟56毫秒
100+比特/秒，总系统延迟11毫秒
Connexus® BCI @Paradromics
这些速率是BrainGate或Neuralink临床试验中所展示速率的10-20倍，是Synchron报告性能的100-200倍。重要的是，它们超过了人类转录语音的信息传输速率（约40比特/秒），这让Paradromics公司对明年启动的临床试验中能够提供高性能的通信脑机接口充满信心。
高性能的实际体验：演示
数字并不总能传达现实世界的影响。为了让这种差异变得切实可感，我们制作了几个演示。
1. 200比特/秒性能的可视化
在动画中，Connexus BCI以熟练阅读者的阅读速度解码流畅的文本。在这个演示中，研究人员向绵羊播放声音序列（5个音调对应1个字母），Connexus BCI收集绵羊的神经活动，对其进行解码，然后转换回字符。作为对比，右侧展示了通过Neuralink设备输出脑机接口信息的代表性速率（例如，字母WebGrid任务），或者使用犹他阵列的学术性皮层内研究的大致速度。在底部的最后一个示例中，根据报告的结果，以通过Synchron设备输出脑机接口信息的代表性速率显示文本。用户体验的差异一目了然。
2. 延迟为何重要：《超级马里奥兄弟™ 奇迹》
上面的文本动画展示了数据吞吐量的影响，但延迟同样至关重要。《超级马里奥兄弟 奇迹》演示直观地说明了这一点。在零附加延迟的情况下，游戏操作流畅。延迟为200毫秒时，操作变得笨拙。延迟达到500毫秒时，游戏就无法玩了。通过SONIC基准测试，Connexus BCI实现了超过100比特/秒的速率，且延迟可忽略不计，仅为11毫秒。
3. 亲自体验：绵羊奔跑游戏
Paradromics公司的交互式“绵羊奔跑”游戏让用户直接体验延迟和错误率对控制的影响。调整滑块，看看性能会如何变化。它让抽象的概念变得具体，并凸显了最大化信息吞吐量对用户的重要性。控制这个游戏所需的信息量很低，对于像Paradromics Connexus、Neuralink设备和犹他阵列这样的皮层内脑机接口来说，轻松就能实现。然而，对于信息传输速率较低的设备（如血管内设备），控制可能需要做出妥协。具体来说，使用这类设备时，用户要么不得不忍受高延迟，要么就得接受高错误率。用户可以使用提供的预设按钮模拟这些情况。（*通过文末第一个参考链接的网页中可游玩）
下一步：行业标准的迫切需求
随着脑机接口领域的成熟，业界正在积极开发脑机接口设备的临床结果评估方法。这种全行业的协作让一些人思考，设备设计者是否应该从以工程为中心的指标转向更传统的临床终点。Paradromics认为，工程测试和临床测试对于构建可靠的平台都很重要。当端到端系统针对特定应用推向市场时，脑机接口的设计必须满足特定的用户需求。但由于这些复杂的脑机接口平台需要多年时间开发，并且有可能用于多种适应症，显然，开发与应用无关的性能指标也将推动整个领域的发展，特别是如果这些测试能够在临床前实施的话。
这是一个行动号召。Paradromics公司倡导采用SONIC的可靠基准或类似的严格方法，因为在透明、标准化的性能指标指导下，整个领域将取得更快的进展。公开报告的基准将加速创新，为脑机接口用户带来更好的结果，并开启一个充满可能性的未来。
Paradromics公司的Connexus BCI已经设定了新的行业性能标准。但同样重要的是，Paradromics建立了一个衡量这种性能的严格框架。凭借创纪录的性能，相信Connexus BCI能够推动高级应用的发展，并成为行业领先的人机融合平台的基础。
关于SONIC: 脑机接口的基准测试范式
Paradromics团队提出的SONIC（Standard for Optimizing Neural Interface Capacity） 这一脑机接口临床前基准范式，旨在解决BCI领域缺乏标准化硬件评估方法的瓶颈。（*预印本见文末第二个网址链接）
该范式将脑与脑机接口视为噪声通信信道，在绵羊模型（大脑结构接近人类）中，通过向初级听觉皮层呈现纯音序列，利用Connexus BCI（421通道植入式高密度皮层内微电极阵列，支持无线供电与数据传输）记录神经活动。
结合卷积神经网络（CNN） 解码神经特征，最终实现平均>200 bps的信息传输率（ITR）——为目前已报道的最高BCI ITR，且超过人类语音的语言信息含量；同时，该系统在56ms的内在延迟（神经接口、滤波与数据聚合延迟）下达成此性能，即使延迟降至11ms（满足语音合成等低延迟需求），ITR仍保持>100 bps，为脑机接口硬件提供了标准化、应用无关的评估框架，加速下一代神经技术的临床转化。
AI播客，快速了解：
*本文主要翻译自Paradromics公司博客《Setting new standards and new records for brain-computer interfaces》及参考其相关研究论文，仅用作学术分享，播客由AI生成，如有侵权请告知删除。
https://www.paradromics.com/blog/bci-benchmarking
https://doi.org/10.1101/2025.09.30.679683
https://www.paradromics.com/product
