今天是天和核心艙發(fā)射入軌1000天。目前航天員們在中國空間站內(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，中國空間站已安排在軌實(shí)施了110個空間科學(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100TB，下行了300多個實(shí)驗(yàn)樣品。其中，在軌腦電測試已完成首個階段性目標(biāo)任務(wù)。

已建立安全可靠便攜易用空間腦電測試平臺

按計劃，空間站在軌腦電測試實(shí)驗(yàn)將分為多個階段展開實(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試平臺，可供科學(xué)家開展各類腦電研究實(shí)驗(yàn)。

中國航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：從神舟十一號開始，我們就開始了首次腦電實(shí)驗(yàn)，通過腦控機(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)十次的在軌腦電測試，建成了一套平臺，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)該說達(dá)到了我們空間站建造期的預(yù)期的目標(biāo)。

中國航天員科研訓(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，通過地面篩選、在軌驗(yàn)證，形成了一系列腦電測試的標(biāo)準(zhǔn)程序，確?？臻g腦電研究的科學(xué)性。

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

瞄準(zhǔn)空間腦電測試研究的實(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試效率

空間環(huán)境對腦功能有何影響？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試，還研究提升腦功能狀態(tài)的方法，為航天員長期駐留太空，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)康模蒲腥藛T在實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計、采集硬件、分析算法上進(jìn)行了大量的探索。

在中國航天員科研訓(xùn)練中心，有一套空間人因測試地面模擬平臺，科研人員基于這一平臺開展地基相關(guān)測試。中國航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 曹勇：這個實(shí)驗(yàn)平臺它實(shí)際上是涉及多資源任務(wù)的一個平臺。它主要包括認(rèn)知的一個思考記憶，包括我們的決策以及操縱等多種相關(guān)的資源，通過多任務(wù)的情況評估它綜合的復(fù)合的情況。在整個實(shí)驗(yàn)的開始，航天員會被引導(dǎo)進(jìn)入一個靜息的狀態(tài)，采集一段相對平穩(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)我們這個任務(wù)的一個進(jìn)程，操作操縱桿以及按鍵，對這個任務(wù)進(jìn)行一個回應(yīng)。此外我們會結(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)。在軌開展腦電測試面臨時間資源珍貴、樣本量少等難題，地面科研人員首先需要利用空間人因測試地面模擬平臺進(jìn)行一定人群地基測試。

中國航天員科研訓(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數(shù)據(jù)，另外一方面也是為了讓航天員去熟悉整個的一個操作，確保他們在天上的每一次操作都是可靠的。

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

中國航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 曹勇：我們通過巧妙的一個設(shè)計，讓每次這個實(shí)驗(yàn)流程，它既是對之前測試結(jié)果的一個驗(yàn)證，此外它還可以用于后續(xù)測試的數(shù)據(jù)建模，這樣來提高我們數(shù)據(jù)的復(fù)用率。

航天員在軌腦電測試的數(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)對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。此外，科研人員還借助部分人工智能算法，創(chuàng)新了跨時間腦電特征分析方法，解決了小樣本腦功能狀態(tài)識別的難題。

空間腦電測試研究應(yīng)用前景可期

從遠(yuǎn)期來看，在空間站開展在軌腦電測試研究，為的是探索宇宙對人腦演化的奧秘，揭示生命體演化過程中的重要機(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，一個是看空間環(huán)境對腦造成了什么樣的影響。第二個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)。第三個就是說我們要發(fā)展或者驗(yàn)證一些腦能力提升的技術(shù)。

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

中國航天員科研訓(xùn)練中心科技人員 王波：通過在軌的一些技術(shù)去維持和提升人的腦部狀態(tài)，因?yàn)楹教靻T在太空執(zhí)行非常多復(fù)雜精細(xì)的作業(yè)，人腦保持一個良好狀態(tài)是一個關(guān)鍵，我們期望通過一些腦刺激等技術(shù)來提升人的這個能力，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。

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