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脑机接口新突破,意念交流或将成为现实

作者:轻尘视界

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为帮助因瘫痪等无法说话或打字的人恢复交流能力,科学家们一直在研究如何快速而方便地将大脑语言活动信号转为外部可视信息。

神经假体是一种替代缺失神经系统功能的设备,有望帮助因瘫痪而无法说话或打字的人恢复交流能力,但目前尚不清楚用意念无声说话是否可以控制神经假体。

科学家只要研究解决这一难题,就有望帮助失语者恢复交流能力,意念交流也将不再遥远。

2022年11月8日,Sean L. Metzger等人在nature communications期刊发表了题为:Generalizable spelling using a spcneuroprosthesis in an individual withsevere limb and vocal paralysis的研究论文。

该研究团队研发了一种大脑植入设备,该设备可以解码大脑的语言活动信号,然后可以将大脑信号转换为文本,这些文本可以通过生成语音的计算机程序发出声音。

证实:无论患者的声道麻痹有多严重,只要他们的语言运动皮质仍然完好无损,并且在精神上能够尝试说话,就能够控制神经假体,也就可以使用该设备。

脑机接口新突破,意念交流或将成为现实

该研究对伴有瘫痪和失语的临床试验参与者(ClinicalTrials.govNCT03698149)进行试验,让参与者用意念无声地念出由字母表26个字母组成的单词,该设备实时解码并实现高度准确、快速的拼写。

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在训练过程中,研究人员提示参与者先尝试简单的词汇和手部运动,使用植入的128通道皮层脑电图阵列(ECOG)同时记录的皮层活动来训练分类和检测模型。

训练后,参与者执行拼写任务,从1152个单词词汇表中挑选单词拼出句子,并用意念无声地念出相应的单词,例如A的“alpha”和E的“echo”, 通过将这些代码字母串成单词,该男子产生了诸如“我不想那样”和“你一定是在开玩笑”之类的句子。

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当该男子试图握紧他的手时,会产生与运动相关的神经信号,拼写会话结束,从而停止解码。

当分类模型从ECOG活动中识别出这个手部运动命令时,一个基于大型神经网络的语言模型从beam搜索中挑选更新后的候选句子,并最终确定句子。

在事后模拟中,该系统很好地完成了超过9000个单词的词汇表达。

这个系统使试验参与者每分钟产生大约29.4个单词,这比他目前使用的设备每分钟大约五个单词要快,但比每分钟大约150个单词的正常语速慢得多。

脑机接口新突破,意念交流或将成为现实

可以想象,在不久的将来,这项技术完善后,将该设备加上通讯领域的芯片植入人脑,那拥有该芯片的人便可进行意念交流。

人与人之间的交流将隐秘而无距离,亲人、恋人和朋友等无论相距多远都可以随时交流陪伴。

当然,科技是一把双刃剑,隐秘而无视距离的交流方式也可能是黑暗滋生的土壤。未来,一切皆有可能。

脑机接口新突破,意念交流或将成为现实

综上可知,脑机接口技术出现新突破,虽然该技术仍处于早期阶段,但是不难想象,在不久的将来,意念交流必将成为现实,这将不只是失语者的福音,也是人类交流方式的进化。

参考资料来源

Decoding speech and internal speech from populations of single units from the supramarginal gyrus in a tetraplegic human (abstractsonline.com)

A speech neuroprosthesis for generalizable spelling in a person with severe paralysis and anarthria (abstractsonline.com)

Generalizable spelling using a speech neuroprosthesis in an individual with severe limb and vocal paralysis | Nature Communications

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