有望讓失去語言能力的人“說話”：腦機接口實驗首次實時解碼人腦言語信号

成都商報紅星新聞

2024-05-17 17:33釋出于四川成都商報紅星新聞官方賬号

《自然·人類行為》在其最新一期刊物上，發表了一項關于腦機接口（BMI）技術的最新研究成果。

▲人類腦部的“緣上回”在之前的言語解碼研究中尚未被探索過

與馬斯克的腦機項目不同的是，美國加州理工學院大腦科學研究團隊開發出的這一裝置，可以解碼人腦内部言語資訊，但需要進行相關訓練後才能使用。盡管目前這項技術還處于早期階段，隻适用于少數單詞，但未來有望通過臨床應用讓那些失去語言能力的人用想法“說話”。

研究人員在兩個脊髓損傷患者的腦中植入了微小電極陣列，并将這些裝置放置在大腦的一個名為“緣上回”的區域，這個區域與默聲言語和确定單詞是否押韻有關，并且在之前的言語解碼研究中尚未被探索過。

通過給予參與者一系列“想象說話”的任務，研究人員能夠實時地捕捉并解讀他們腦内的言語信号。瑞士日内瓦大學的神經工程師西爾維娅·馬爾切索蒂表示，找出大腦中植入腦機接口的最佳位置是解碼内部語音的關鍵挑戰之一。

這項技術并非能夠讀取人的思維。每個使用者的腦機接口裝置都需要單獨訓練，且僅在人們專注于特定單詞時才有效。盡管存在局限性，但這項研究無疑為未來的腦機接口技術和人工智能在醫療領域的應用開辟了新的道路。

研究人員首先對兩名四肢癱瘓的參與者進行了兩周的康複，随後開始收集資料。他們通過“戰場”“牛仔”“蟒蛇”“勺子”“遊泳”和“電話”六個單詞，以及“nifzig”和“bindip”兩個無意義單詞，來訓練該腦機接口裝置識别參與者在内心說出或思考某些詞語時産生的大腦模式。

本次訓練時間僅持續15分鐘左右。參與者被要求在内心“說出”螢幕上顯示的單詞，并對每個單詞重複這個過程以強化資料收集。随後腦機接口裝置會将參與者大腦活動的測量結果和計算機模型結合起來，實時預測他們的内部言語。

對于第一名參與者，腦機接口裝置能夠捕捉到所有單詞的獨特神經信号，并準确識别79%的單詞。然而，對于第二名參與者，解碼準确率僅為23%。

荷蘭馬斯特裡赫特大學的計算神經科學家克裡斯蒂安·赫夫認為，這一結果可能是因為不同的人在處理内部言語方面存在差異。此外，“之前的研究表明，執行想象任務的能力不同，腦機接口的控制能力也不同。”研究還發現，82%-85%的内部言語活躍的神經元在參與者發聲時也同樣活躍，但有些神經元僅在内部言語時活躍，對特定單詞在不同任務中反應可能不同。

紅星新聞記者 範旭  實習生 黃金

編輯 潘莉 責編 魏孔明

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