開放問題、理論極限與長期未來
腦機介面的資訊理論極限
將腦機介面視為一條有雜訊的通訊通道,便能以夏農(Shannon)理論界定其效能上限:可達成的指令速率不可能超過使用者意圖狀態 X 與解碼輸出 Y 之間的互資訊 I(X;Y),而通道容量 C,即對所有輸入分布取該互資訊的最大值,設下一道再精巧的解碼器也無法突破的硬性上限。這使解碼器工程從追逐任意高的準確率,轉為逼近某個容量,並讓資訊傳輸率(每單位時間的位元數)成為讀取與寫入通道得以相互比較的共同貨幣。
微妙之處在於:神經通道的真實容量既屬未知、也很可能非定常。有效雜訊包含逐次試驗的神經變異性、漂移,以及使用者自身的不確定性;而輸入字母集,也就是大腦能可靠且自主產生的內容,本身才是瓶頸,而不僅是電極。當今系統所估得的傳輸率,從古典 P300 拼字器的每分鐘數位元,到皮質內語音解碼器高出許多的數值,都只是特定解碼器所達成的容量下界,而非對通道本身的量測。
若任務類別少或試驗緩慢,高的離線分類準確率仍可能對應到低的資訊速率;應以傳輸率而非準確率作為誠實的比較指標,而即使是傳輸率,當這些位元是對的位元、且在對的時刻表達時,也仍低估其價值。
又称
另见