今天是天和核心艙發(fā)射入軌1000天。目前航天員們?cè)谥袊?guó)空間站內(nèi)的主要工作之一，就是開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。據(jù)了解，截至目前，中國(guó)空間站已安排在軌實(shí)施了110個(gè)空間科學(xué)研究與應(yīng)用項(xiàng)目，涉及空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理和空間新技術(shù)領(lǐng)域，獲得原始數(shù)據(jù)超過(guò)100TB，下行了300多個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品。其中，在軌腦電測(cè)試已完成首個(gè)階段性目標(biāo)任務(wù)。

已建立安全可靠便攜易用空間腦電測(cè)試平臺(tái)

按計(jì)劃，空間站在軌腦電測(cè)試實(shí)驗(yàn)將分為多個(gè)階段展開實(shí)施，目前已完成第一階段的目標(biāo)任務(wù)，建立了安全可靠、便攜易用的空間腦電測(cè)試平臺(tái)，可供科學(xué)家開展各類腦電研究實(shí)驗(yàn)。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：從神舟十一號(hào)開始，我們就開始了首次腦電實(shí)驗(yàn)，通過(guò)腦控機(jī)器人驗(yàn)證了腦機(jī)交互技術(shù)的在軌適用性。從空間站任務(wù)開始，我們陸續(xù)開展了數(shù)十次的在軌腦電測(cè)試，建成了一套平臺(tái)，發(fā)展了一些研究范式，實(shí)現(xiàn)了一些模型的檢驗(yàn)，應(yīng)該說(shuō)達(dá)到了我們空間站建造期的預(yù)期的目標(biāo)。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心人因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員，與多批次航天員密切協(xié)同，通過(guò)地面篩選、在軌驗(yàn)證，形成了一系列腦電測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)程序，確?？臻g腦電研究的科學(xué)性。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：我們也是取得了一些突破。比如說(shuō)在腦力負(fù)荷分級(jí)模型上面，跟常規(guī)相比，我們的模型融合了生理數(shù)據(jù)、績(jī)效數(shù)據(jù)，還有行為數(shù)據(jù)，從多個(gè)維度去建模，提升了整個(gè)分類的精度，使其更加便于實(shí)用。

瞄準(zhǔn)空間腦電測(cè)試研究的實(shí)際應(yīng)用，研究團(tuán)隊(duì)著力于數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)分析，目前已在腦力疲勞、腦力負(fù)荷、警覺度等數(shù)據(jù)模型建立方面取得多項(xiàng)成果。

多種創(chuàng)新手段提升空間腦電測(cè)試效率

空間環(huán)境對(duì)腦功能有何影響？人腦在空間怎么適應(yīng)環(huán)境？在研究這些問題的基礎(chǔ)上，在空間站開展在軌腦電測(cè)試，還研究提升腦功能狀態(tài)的方法，為航天員長(zhǎng)期駐留太空，維持良好的腦功能狀態(tài)、高效開展工作提供支撐。為了確保達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，科研人員在實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)、采集硬件、分析算法上進(jìn)行了大量的探索。

在中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心，有一套空間人因測(cè)試地面模擬平臺(tái)，科研人員基于這一平臺(tái)開展地基相關(guān)測(cè)試。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 曹勇：這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)它實(shí)際上是涉及多資源任務(wù)的一個(gè)平臺(tái)。它主要包括認(rèn)知的一個(gè)思考記憶，包括我們的決策以及操縱等多種相關(guān)的資源，通過(guò)多任務(wù)的情況評(píng)估它綜合的復(fù)合的情況。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的開始，航天員會(huì)被引導(dǎo)進(jìn)入一個(gè)靜息的狀態(tài)，采集一段相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)，作為我們后續(xù)任務(wù)數(shù)據(jù)的一個(gè)基線。在靜息完之后，航天員主要開展的操作就是根據(jù)我們這個(gè)任務(wù)的一個(gè)進(jìn)程，操作操縱桿以及按鍵，對(duì)這個(gè)任務(wù)進(jìn)行一個(gè)回應(yīng)。此外我們會(huì)結(jié)合腦電采集的數(shù)據(jù)情況，綜合判斷航天員的腦力負(fù)荷的狀態(tài)。

在軌開展腦電測(cè)試面臨時(shí)間資源珍貴、樣本量少等難題，地面科研人員首先需要利用空間人因測(cè)試地面模擬平臺(tái)進(jìn)行一定人群地基測(cè)試。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 曹勇：一方面是為了收集我們地面的一個(gè)數(shù)據(jù)，另外一方面也是為了讓航天員去熟悉整個(gè)的一個(gè)操作，確保他們?cè)谔焐系拿恳淮尾僮鞫际强煽康摹?/p>

針對(duì)空間站的環(huán)境約束，科研人員綜合比對(duì)不同測(cè)試方式的阻抗、信號(hào)質(zhì)量和操作便捷性，改進(jìn)了腦電電極形式，還對(duì)在軌實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 曹勇：我們通過(guò)巧妙的一個(gè)設(shè)計(jì)，讓每次這個(gè)實(shí)驗(yàn)流程，它既是對(duì)之前測(cè)試結(jié)果的一個(gè)驗(yàn)證，此外它還可以用于后續(xù)測(cè)試的數(shù)據(jù)建模，這樣來(lái)提高我們數(shù)據(jù)的復(fù)用率。

航天員在軌腦電測(cè)試的數(shù)據(jù)下行之后，地面科研人員需要按照腦功能的不同狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。此外，科研人員還借助部分人工智能算法，創(chuàng)新了跨時(shí)間腦電特征分析方法，解決了小樣本腦功能狀態(tài)識(shí)別的難題。

空間腦電測(cè)試研究應(yīng)用前景可期

從遠(yuǎn)期來(lái)看，在空間站開展在軌腦電測(cè)試研究，為的是探索宇宙對(duì)人腦演化的奧秘，揭示生命體演化過(guò)程中的重要機(jī)制，從而為開發(fā)類腦智能體提供新思路。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：我們的研究目的其實(shí)有三個(gè)，一個(gè)是看空間環(huán)境對(duì)腦造成了什么樣的影響。第二個(gè)也看一下人腦在空間怎么適應(yīng)環(huán)境，重塑自己的神經(jīng)。第三個(gè)就是說(shuō)我們要發(fā)展或者驗(yàn)證一些腦能力提升的技術(shù)。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心利用空間站科研平臺(tái)，與航天員共同開展的空間腦電測(cè)試研究，將期望在神經(jīng)環(huán)路、認(rèn)知基礎(chǔ)等方面取得突破。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：通過(guò)在軌的一些技術(shù)去維持和提升人的腦部狀態(tài)，因?yàn)楹教靻T在太空?qǐng)?zhí)行非常多復(fù)雜精細(xì)的作業(yè)，人腦保持一個(gè)良好狀態(tài)是一個(gè)關(guān)鍵，我們期望通過(guò)一些腦刺激等技術(shù)來(lái)提升人的這個(gè)能力，最大限度發(fā)揮人在太空中的作用。

腦機(jī)交互是目前科技前沿?zé)狳c(diǎn)，也有希望在空間環(huán)境得到重點(diǎn)應(yīng)用。

中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：這個(gè)技術(shù)就是把人的思維活動(dòng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)操作指令，對(duì)于多線程的作業(yè)，或者說(shuō)遠(yuǎn)程的作業(yè)，還是很有益處的。這個(gè)有望在一些復(fù)雜的出艙，還有一些人機(jī)協(xié)同方面得到一些應(yīng)用，最終還是提升這個(gè)系統(tǒng)的整體效率。