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人類大腦與物理世界之間存在“通訊頻寬”科技。感覺器官每秒向大腦傳遞約1100萬位元的環境資訊，而人類有意識的認知、決策與語言加工，其速率上限卻被嚴格限定在10至50位元每秒。這一懸殊落差在日常生活中隨處可見，例如，當對方語速過快時，便難以聽清其所言。因此，如何拓寬生物智慧與物理世界之間的資訊接收“頻寬”，成為腦機介面與認知神經科學共同面對的關鍵課題。
何種生理機制，決定了大腦加工資訊的速度上限？前不久，北京大學心理與認知科學學院、IDG麥戈文腦科學研究所團隊首次揭示，左腦聽覺皮層的α節律是限定言語理解頻寬的核心機制科技。研究透過多模態神經調控技術成功“加速”了這一節律，使被試者能夠聽懂原本無法分辨的超快速語音，拓寬了大腦的言語接收“頻寬”。這一發現為突破人類交流的生理極限、增強腦機介面“通訊頻寬”提供了全新正規化。
在認知神經科學領域，α振盪被視為大腦感知與認知的重要時間組織者，如同為資訊流劃定節拍的“內部時鐘”科技。我們建立了新的認知實驗正規化，綜合運用心理物理學、頭皮腦電圖、高精度經顱交流電刺激、重複聽覺刺激與立體定向腦電圖等技術，系統考察言語理解頻寬的神經瓶頸及其機制。
我們首先建立了測量個體言語速率閾限的行為正規化科技。結果顯示，靜息態下全腦平均的個體α峰值頻率與言語速率閾限呈顯著正相關：α節律越快，被試者理解快速語音的能力(即言語接收“頻寬”)越強。該相關性在左側顳葉電極通道上尤為穩健。
團隊還運用高精度經顱交流電刺激，在個體閾限頻率附近施加加速或減速的α頻段刺激科技。結果表明，僅在加速刺激條件下，被試者的快速語音識別正確率顯著提升，言語接收“頻寬”被切實拓寬。更具啟發性的是，當改用重複聽覺刺激進行無創調控時，加速聽覺刺激同樣增強了被試者對快速語音的識別能力。
為更直接地追蹤“頻寬”瓶頸的皮層起源，我們與首都醫科大學三博腦科醫院合作，在難治性癲癇患者的聽覺皮層植入深部電極科技。記錄結果證實，聽覺皮層的區域性α峰值頻率與個體言語速率閾限高度相關，且該效應具有皮層特異性：僅見於聽覺皮層，在軀體感覺皮層與視覺皮層中均不成立。
顱內電極記錄還揭示出一個關鍵的半球不對稱現象：加速聽覺刺激可顯著提高左側聽覺皮層的α頻率，對右側聽覺皮層則無此作用科技。更重要的是，左側聽覺皮層的神經包絡跟蹤強度能夠預測被試者隨後的言語識別表現，跟蹤越強，識別越準確。這進一步表明，左側聽覺皮層的α節律為快速語音解析提供了不可或缺的時間骨架，構成決定人類言語“通訊頻寬”的核心節點。
長期以來，腦機介面研究多聚焦於如何更精準地“讀取”與“寫入”神經訊號科技。本研究則提供了一條互補思路：透過理解並調控大腦自身的節律機制，直接提升機體接收資訊的“頻寬”上限。這意味著，未來的腦機介面不僅可作為大腦與機器之間的“翻譯器”，還可能成為拓寬人類感知與交流“頻寬”的“增強器”，為高速人機協同、神經康復乃至超越生理極限的資訊交流開闢新的可能。
(作者為北京大學心理與認知科學學院教授科技，谷業凱、呂澤瀅採訪整理)
《 人民日報 》( 2026年08月03日 19 版)
