研究人员首次展示了一种将神经活动转化为完

研究人员首次展示了一种将神经活动转化为完整词语的大脑植入物

这种大脑植入物与神经网络配合使用,将大脑模式与声道运动相匹配。

经过十多年的发展,加州大学旧金山分校的研究人员首次展示了一种将神经活动转化为完整词语的大脑植入物。试验的第一位参与者是一名30多岁的瘫痪男子,现在只需考虑发声词,就可以用50个单词说话。

将大脑信号转化为语音

这项创新的新技术与之前旨在帮助瘫痪者说话的脑机接口不同。该设备不是让一个人在屏幕上引导光标来拼写单词,而是跟踪控制语音系统区域的大脑活动。因此,尽管瘫痪的受试者可能会失去真正移动嘴巴和说出单词的能力,但他们的大脑仍然可以尝试将这些独特的信号发送到下巴和喉咙等部位。

"通过语音,我们通常以非常高的速度交流信息,每分钟高达或个单词,"资深作者EdwardChang说。"直言不讳,正如我们在这里所做的那样,有很大的优势,因为它更接近我们通常的说话方式。"

发表在《NewEnglandJournalofMedicine》上的这项新研究描述了第一个测试这种实验性植入物的人。该对象在15年前中风,只能通过在屏幕上用棒球帽上的指针打字来交流。

高密度电极阵列通过手术植入受试者的语言运动皮层。然后,在几个月的时间里,记录了将特定信号与50个单词的词汇相关联的大脑活动。然后训练定制的神经网络模型来识别大脑活动并实时识别正在思考的单词。

这些早期测试表明该男子用完整的句子回应了研究人员的询问。诸如"您要喝水吗?"之类的问题紧随其后的是该男子的回答,例如"不,我不渴"。

这个最初的概念验证测试没有提供闪电般的速度结果。该植入物目前每分钟可以解码大约18个单词。而且中位数准确率只有75%,因此还有很大的改进空间。

算法改进可以提高设备的准确性和速度。这个早期的测试中加入了一种"自动更正"功能,展示了如何通过计算机学习和预测一个人的意思来改进系统。

随着更多参与者的加入,该试验将扩大。研究人员还希望建立在系统词汇的基础上并加快解码语音的速度。"据我们所知,这是从瘫痪不能说话的人的大脑活动中直接解码完整单词的第一次成功示范,"张说。"它显示出通过利用大脑的自然语言机制来恢复交流的强大前景。"




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