腦機(jī)接口最新進(jìn)展:讓失語(yǔ)者用“思維”交流,準(zhǔn)確率超七成
8月23日,學(xué)術(shù)頂刊Nature刊登了兩篇關(guān)于腦機(jī)接口的論文,兩組研究都能將大腦神經(jīng)信號(hào)“翻譯”轉(zhuǎn)化成文本或單詞,并由合成語(yǔ)音說(shuō)出,速度各為每分鐘60到80個(gè)單詞。
當(dāng)前,人類自然對(duì)話的速度約為每分鐘160個(gè)單詞,而這兩項(xiàng)新研究都已超越了此前腦機(jī)接口解碼語(yǔ)音的最快速度,且準(zhǔn)確率都在七成以上,可謂是腦機(jī)接口領(lǐng)域的重大突破。
其中一項(xiàng)研究來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校,研究團(tuán)隊(duì)采用了一種名叫腦皮層電圖(ECoG)的技術(shù),在患者的大腦皮層表面放置一個(gè)包含253個(gè)電極的矩形薄紙,用來(lái)記錄數(shù)千個(gè)神經(jīng)元的組合活動(dòng)。然后采用特定的AI算法讀取患者的腦部活動(dòng),最終通過(guò)某種“化身”發(fā)出聲音。
接受治療的患者安(Ann)在18年前因腦干中風(fēng)失去說(shuō)話的能力,現(xiàn)年47歲。研究團(tuán)隊(duì)基于她的婚禮視頻、錄音進(jìn)行訓(xùn)練,模仿她的面部表情并合成聲音,最終創(chuàng)造出了一個(gè)與安受傷前的聲音、面容較為相似的虛擬人化身。
借由這一“化身”,安現(xiàn)在平均每分鐘“說(shuō)”出78個(gè)單詞,錯(cuò)誤率約為25.5%。在接受治療后的一次反饋中,安激動(dòng)地對(duì)研究人員說(shuō):“聽(tīng)到與自己相似的聲音,就像我真的有能力為自己說(shuō)話,這太重要了。”

另一篇論文則來(lái)自斯坦福大學(xué)。不同于加州大學(xué)舊金山分校所采用的非侵入式的腦皮層電圖技術(shù),斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)方案需要將一系列電極插入大腦皮層下幾毫米處,參與語(yǔ)言處理的部分,然后也通過(guò)AI算法來(lái)識(shí)別患者大腦中的獨(dú)特信號(hào),再?gòu)囊羲刂薪獯a單詞,形成口語(yǔ)化的語(yǔ)音亞單位。
接受這一治療的患者貝內(nèi)特(Bennett)現(xiàn)年67歲,患有肌萎縮側(cè)索硬化癥,會(huì)導(dǎo)致患者的肌肉控制逐漸喪失,導(dǎo)致移動(dòng)困難和說(shuō)話困難。當(dāng)他參考包含12.5萬(wàn)個(gè)單詞的大型詞匯集,試圖說(shuō)出各種短語(yǔ)時(shí),單詞表述的錯(cuò)誤率約為23.8%。
研究團(tuán)隊(duì)稱,由于使用的是侵入式的腦機(jī)接口技術(shù),因此能夠更加精準(zhǔn)地捕獲神經(jīng)活動(dòng),在患者想要表述的詞匯量較多時(shí),更具有優(yōu)勢(shì)。

在上述兩項(xiàng)研究中,兩位患者在思考說(shuō)話時(shí),仍有能力控制他們的面部肌肉,并且他們與語(yǔ)言相關(guān)的大腦區(qū)域完好無(wú)損。因此,斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)中的一位科學(xué)家表示,他們的研究只是一種概念證明,目的是為這個(gè)領(lǐng)域的其他科學(xué)家提供動(dòng)力,以期在未來(lái)產(chǎn)生可以實(shí)際使用的產(chǎn)品。
而對(duì)于所謂“可實(shí)際使用的產(chǎn)品”,一位來(lái)自法國(guó)格勒諾布爾神經(jīng)科學(xué)研究所的科學(xué)家表示,適合日常使用的腦機(jī)接口產(chǎn)品應(yīng)該由完全植入性的系統(tǒng)制成,沒(méi)有可見(jiàn)的連接器或電纜。
還有同領(lǐng)域的研究人員認(rèn)為,當(dāng)前腦機(jī)接口技術(shù)或設(shè)備還需要在更多人身上進(jìn)行測(cè)試,才能知曉其可靠性——不過(guò),在這一過(guò)程中,也必須“節(jié)制”地使用技術(shù),謹(jǐn)慎對(duì)待腦機(jī)接口技術(shù)對(duì)于人群的廣泛推廣。