人类实现“意念通话”，脑机接口技术成为突破口

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中风后，大脑受损导致的肢体瘫痪以及语言功能障碍，严重影响了患者的生活质量和交流能力。为了帮助中风患者恢复语言功能，医学界一直致力攻克的这个难题。
过去，一部分语言功能障碍患者可以采用键盘打字的方式与外界进行交流，但这要求他们能够控制自己的一部分肢体，而且打字速度还是太慢，交流也不够顺畅。
脑机接口技术、人工智能技术在解决这一难题方面展现了巨大的潜力，不断有新的研究成果涌现出来。
脑机接口实现“意念通话”
近日，来自荷兰拉德堡德大学唐德斯脑、认知与行为研究所和荷兰乌特勒支大学医学中心的尤利娅·别列祖茨卡娅团队，在《神经工程学》杂志上发表研究报告称，他们在一些没有瘫痪的志愿者身上临时植入了一个脑机接口，这些志愿者按要求大声说出给定的12个单词，设备会记录下他们的大脑活动信号。

随后，研究人员运用先进的人工智能对志愿者的大脑活动信号进行解码，与具体的单词之间建立一一对应关系，并将信号转化为语音输出。试验在这些志愿者身上取得了成功，结果显示这样做不仅可以准确识别出大脑活动信号所对应的单词，识别准确率达到了92%至100%，更神奇的是，机器转化出来的语音甚至在语调和口音上都很接近志愿者本人。
这就意味着，通过意念说话将成为可能！

或许有一天，语言障碍患者只需在脑海中思考想说的话，脑机接口就可以捕捉到大脑活动信号，再通过机器即时输出为完整、流畅的语句。普通人在和他们交流时，就像和真人交流一样顺畅。
尤利娅认为，他们目前所建立的模型，仅仅是用较小的数据集就较好地揭示了大脑活动与语音之间的复杂映射关系，取得了一定成果。但他们同时也指出，这一模型存在局限性，目前他们仅在没有瘫痪的志愿者身上做了试验，而且仅对12个单词做了测试，所以这个模型适用的范围可能还很有限，要实现对任意单词、完整语句乃至段落的理解，还需要更大规模的数据集、更先进的脑机接口植入物和更强大的人工智能语言模型的研究与突破。
脑机接口的机遇和挑战
尽管路还很长，但尤利娅相信他们正朝着正确的方向推进。她表示，这项技术最终的目的是让那些同时失去了肌肉控制能力和语言能力、完全无法与外界交流的瘫痪患者，能够通过脑机接口将想说的话转化为语音输出，重新获得交流能力。

脑机接口、大数据和人工智能等技术为中风等脑部疾病患者重建交流能力提供了新的选择。随着技术的进一步发展，我们相信它们在未来一定能够实现对任意大脑活动的准确解码，让更多丧失语言能力的患者重获语音交流的能力，极大改善他们的生活质量，并将使更多普通人获益。
同时我们也看到，这些技术还存在许多没有被解决的难题，比如大脑植入物可能会引发颅内感染，以及大数据和人工智能技术都涉及到公民隐私和信息安全的风险等，希望这些问题也能在未来获得妥善解决。
参考资料
[1] https://www.hackster.io/news/brain-implants-and-artificial-intelligence-turn-thoughts-into-intelligible-speech-researchers-prove-96af60962d62
[2] http://news.eeworld.com.cn/medical_electronics/ic650064.html
[3] Julia Berezutskaya et al 2023 J. Neural Eng. 20 056010
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来源丨“科协之声”微信公众号
作者丨曾心月 科普作者
责编丨金禹奋