国际著名学术期刊《自然》最新发表两篇神经科学论文,研究人员报告研发出新的脑机接口装置,能够比现有技术更迅速、更准确且覆盖更大词汇量地将大脑活动解码为语言。
由美国斯坦福大学团队开发的脑机接口装置,可以通过插入大脑的细电极阵列收集单个细胞的神经活动,并训练人工神经网络来解码病人想说的话。在该装置的帮助下,一名肌萎缩性侧索硬化症病人能以每分钟 62 个词的速度进行交流,这种语速是此前类似装置的 3.4 倍,更加接近自然对话(每分钟约 160 个词)。
该装置在 50 个单词的词汇量下错误率为 9.1%,比此前最先进的语言脑机接口装置低至约 1/3。在使用 12 500 词汇量时,错误率为 23.8%,团队认为这可能是首次成功演示大词汇量解码的研究。
另一项来自加州大学旧金山分校的 Edward Wang 团队,研究中的实验对象在一次脑干卒中之后表现出言语不清。作者在患者的语言皮层植入了脑机接口设备,用于解码大脑信号。经过训练深度学习模型,研究者尝试让神经信号产生了三种输出模式,包括文本、语音和可说话的虚拟形象。
在测试中,患者通过默读产生的文本翻译的速度平均为每分钟 78 个单词,50 个单词的句子中,单词错误率为 4.9%。除此之外,这些信号可以转变成听众可理解的语音,一组含有 529 短语的语音中,单词错误率约为 28%。这部分声音可以经过处理,让其表现得更像患者受伤前的声音。
这两项研究成果也展示了在帮助严重瘫痪人群恢复沟通能力方面的技术进步,有望在未来帮助改善因神经损伤导致的失语症状。
脑机接口在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接的交流和控制通道,通过这种通道,人可以直接通过脑来表达想法或操纵设备,而不需要语言或动作。脑机接口技术被称作是人脑与外界沟通交流的 “信息高速公路”,是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。
资料来源:综合报道;图片来源:Steve Fisch