脑植入物解码内心言语,实现思维转语音
快速阅读: 美国研究人员开发新型脑机接口(BCI),将思维转化为文字或声音,测试准确率高达74%,有望帮助言语或运动障碍者更有效沟通。系统基于植入设备和机器学习算法,未来将提升性能并增加隐私保护功能。
美国研究人员开发了一种新型脑机接口(BCI)系统,能够将人的思维转化为文字或声音。这种内部语音解码器在四名严重瘫痪的志愿者身上进行了测试,准确率最高可达74%。
研究人员表示,这项技术有望帮助患有言语或运动障碍的人更有效地沟通。尽管如此,仍需进一步提高系统的准确性和个性化程度。此前的BCI技术依赖于瘫痪患者尝试说话或书写时产生的大脑活动,即使他们的身体无法完成这些动作。而这项新技术则更接近源头。
斯坦福大学神经科学家本雅明·梅舍德-克拉萨表示:“只需思考说话,而无需实际尝试发声,这可能使人们觉得更容易、更快捷。” 这种新型BCI基于一种植入设备,用于测量神经活动并识别与语音单元(称为音素)相关的模式。这些音素随后可以组成句子。
机器学习算法用于训练BCI,以连接大脑信号和参与者思考的单词,特别是大脑中负责运动的运动皮层部分。研究人员发现,当志愿者尝试说话时(涉及肌肉活动的信号)和仅想象词语和短语时(不涉及肌肉活动),某些大脑模式存在重叠。尽管存在重叠,这些信号仍可区分。通过概率计算,即哪些音素和单词通常一起出现,新的BCI可以仅通过内部语音识别多达125,000个单词。
斯坦福大学神经科学家弗兰克·威利特指出:“这些模式似乎是尝试说话时激活的大脑活动的一个较小版本。” 尽管目前解码效果尚不如尝试说话时的效果好,但研究团队认为,通过升级植入技术和更广泛地映射大脑中的思维线索,未来几年内系统性能将迅速提升。
另一个需要解决的问题是防止无意间公开私密的内心独白。研究团队建议,可以通过思考特定密码来启动和停止解码,实验结果显示这一方法的准确率达到98%。
今年早些时候,另一项研究也展示了实时解码思维的能力,但该研究仅针对单个个体。威利特表示:“BCI的未来充满希望。这项工作为恢复流畅、自然、舒适的对话性语言沟通提供了真正的希望。”
相关研究成果已发表在《细胞》杂志上。
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