空间环境对脑功能有何影响？中国空间站脑电测试平台已建立

今天是天和核心舱发射入轨1000天。目前航天员们在中国空间站内的主要工作之一，就是开展科学实验。据了解，截至目前，中国空间站已安排在轨实施了110个空间科学研究与应用项目，涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术领域，获得原始数据超过100TB，下行了300多个实验样品。其中，在轨脑电测试已完成首个阶段性目标任务。

已建立安全可靠便携易用空间脑电测试平台

按计划，空间站在轨脑电测试实验将分为多个阶段展开实施，目前已完成第一阶段的目标任务，建立了安全可靠、便携易用的空间脑电测试平台，可供科学家开展各类脑电研究实验。

中国航天员科研训练中心科技人员 王波：从神舟十一号开始，我们就开始了首次脑电实验，通过脑控机器人验证了脑机交互技术的在轨适用性。从空间站任务开始，我们陆续开展了数十次的在轨脑电测试，建成了一套平台，发展了一些研究范式，实现了一些模型的检验，应该说达到了我们空间站建造期的预期的目标。

中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室的科研人员，与多批次航天员密切协同，通过地面筛选、在轨验证，形成了一系列脑电测试的标准程序，确保空间脑电研究的科学性。

中国航天员科研训练中心科技人员 王波：我们也是取得了一些突破。比如说在脑力负荷分级模型上面，跟常规相比，我们的模型融合了生理数据、绩效数据，还有行为数据，从多个维度去建模，提升了整个分类的精度，使其更加便于实用。

瞄准空间脑电测试研究的实际应用，研究团队着力于数据建模和数据分析，目前已在脑力疲劳、脑力负荷、警觉度等数据模型建立方面取得多项成果。

多种创新手段提升空间脑电测试效率

空间环境对脑功能有何影响？人脑在空间怎么适应环境？在研究这些问题的基础上，在空间站开展在轨脑电测试，还研究提升脑功能状态的方法，为航天员长期驻留太空，维持良好的脑功能状态、高效开展工作提供支撑。为了确保达到实验目的，科研人员在实验流程设计、采集硬件、分析算法上进行了大量的探索。

在中国航天员科研训练中心，有一套空间人因测试地面模拟平台，科研人员基于这一平台开展地基相关测试。

中国航天员科研训练中心科技人员 曹勇：这个实验平台它实际上是涉及多资源任务的一个平台。它主要包括认知的一个思考记忆，包括我们的决策以及操纵等多种相关的资源，通过多任务的情况评估它综合的复合的情况。在整个实验的开始，航天员会被引导进入一个静息的状态，采集一段相对平稳的状态的数据，作为我们后续任务数据的一个基线。在静息完之后，航天员主要开展的操作就是根据我们这个任务的一个进程，操作操纵杆以及按键，对这个任务进行一个回应。此外我们会结合脑电采集的数据情况，综合判断航天员的脑力负荷的状态。

在轨开展脑电测试面临时间资源珍贵、样本量少等难题，地面科研人员首先需要利用空间人因测试地面模拟平台进行一定人群地基测试。

中国航天员科研训练中心科技人员 曹勇：一方面是为了收集我们地面的一个数据，另外一方面也是为了让航天员去熟悉整个的一个操作，确保他们在天上的每一次操作都是可靠的。

针对空间站的环境约束，科研人员综合比对不同测试方式的阻抗、信号质量和操作便捷性，改进了脑电电极形式，还对在轨实验流程进行了优化设计。

中国航天员科研训练中心科技人员 曹勇：我们通过巧妙的一个设计，让每次这个实验流程，它既是对之前测试结果的一个验证，此外它还可以用于后续测试的数据建模，这样来提高我们数据的复用率。

航天员在轨脑电测试的数据下行之后，地面科研人员需要按照脑功能的不同状态对数据进行对比分析。此外，科研人员还借助部分人工智能算法，创新了跨时间脑电特征分析方法，解决了小样本脑功能状态识别的难题。

空间脑电测试研究应用前景可期

从远期来看，在空间站开展在轨脑电测试研究，为的是探索宇宙对人脑演化的奥秘，揭示生命体演化过程中的重要机制，从而为开发类脑智能体提供新思路。

中国航天员科研训练中心科技人员 王波：我们的研究目的其实有三个，一个是看空间环境对脑造成了什么样的影响。第二个也看一下人脑在空间怎么适应环境，重塑自己的神经。第三个就是说我们要发展或者验证一些脑能力提升的技术。

中国航天员科研训练中心利用空间站科研平台，与航天员共同开展的空间脑电测试研究，将期望在神经环路、认知基础等方面取得突破。

中国航天员科研训练中心科技人员 王波：通过在轨的一些技术去维持和提升人的脑部状态，因为航天员在太空执行非常多复杂精细的作业，人脑保持一个良好状态是一个关键，我们期望通过一些脑刺激等技术来提升人的这个能力，最大限度发挥人在太空中的作用。

脑机交互是目前科技前沿热点，也有希望在空间环境得到重点应用。

中国航天员科研训练中心科技人员 王波：这个技术就是把人的思维活动转化为一个操作指令，对于多线程的作业，或者说远程的作业，还是很有益处的。这个有望在一些复杂的出舱，还有一些人机协同方面得到一些应用，最终还是提升这个系统的整体效率。