脑机接口让失语者以意念准确“发声”

作者: 张梦然

《自然》杂志发表的论文报道了新的脑机接口装置,其不仅能将大脑活动解码为语言,而且比当前所有技术都更迅速、更准确且覆盖词汇量更大。这一成果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。

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患者想说的话。在该装置的帮助下,一名肌萎缩性侧索硬化症患者能以每分钟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)。

另一研究开发了一种基于不同方法获取大脑活动的脑机接口装置,其电极覆盖在大脑表面并侦测许多细胞的活动,可以将大脑信号同时转化为三种输出形式:文字、语音和控制一个头像。研究人员训练了一个深度学习模型来解码一名患者的神经数据,该患者因脑卒中而严重瘫痪,收集数据时患者无声地说出句子。脑信号到文字的转译速度中位数为每分钟78个词(错误率为25%);脑信号转译为语音时,372个词汇量下错误率为28.2%,词汇量越小,错误率越低。

该装置还能将神经活动转译为面部表情,以动画头像的形式呈现。综上所述,这种多模式脑机接口装置为瘫痪患者提供了更多可能性,让他们能更自然、更具表现力地进行交流。

患有神经系统疾病的人,往往因肌肉瘫痪而丧失语言能力。过往研究表明,可以从这些失语者的大脑活动中解码出语言,但只能以文字形式输出,准确性和词汇量较为有限,且速度极慢。现在脑机接口装置实现了这一领域质的飞跃,而只有更为流畅准确的交流,才能真正缓解患者因瘫痪性神经损伤等疾病而“有口难言”的痛苦。

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