新火種
2023-09-21 
《自然》刊登腦機(jī)接口技術(shù)重大進(jìn)展：“讀心”速度和準(zhǔn)確性前所未有
財(cái)聯(lián)社8月25日訊（編輯 卞純） 隨著全球有關(guān)腦機(jī)接口的研究迅速往前推進(jìn)，癱瘓人群憑借“讀心術(shù)”技術(shù)恢復(fù)溝通能力可能只是時(shí)間問題。
根據(jù)國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表的兩篇論文，科學(xué)家們開發(fā)出了新的腦機(jī)接口裝置（BCI），能夠以比以前更快的速度將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)化為文字，這對(duì)幫助嚴(yán)重癱瘓人群恢復(fù)溝通能力具有重要意義。
患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病（包括腦干中風(fēng)或肌萎縮性側(cè)索硬化癥）的人往往因肌肉癱瘓而喪失語(yǔ)言能力。過往的研究表明，可以從癱瘓者的大腦活動(dòng)中解碼出語(yǔ)言，但輸出形式只能是文字，而且速度、準(zhǔn)確性和詞匯量都較為有限。
研究人員表示，與現(xiàn)有技術(shù)相比，新的腦機(jī)接口裝置能夠更快、更準(zhǔn)確地將大腦活動(dòng)解碼為語(yǔ)言，并覆蓋更大的詞匯量。
兩項(xiàng)研究成果
兩種不同的新的腦機(jī)接口裝置分別由美國(guó)斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)和加州大學(xué)舊金山分校團(tuán)隊(duì)開發(fā)。
由美國(guó)斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的腦機(jī)接口裝置，可以通過插入大腦的細(xì)電極陣列收集單個(gè)細(xì)胞的神經(jīng)活動(dòng)，并訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)解碼病人想說(shuō)的話。
在該裝置的幫助下，一名肌萎縮性側(cè)索硬化癥病人可以以每分鐘62個(gè)詞的速度進(jìn)行交流，這一速度是此前類似裝置的3.4倍，更加接近自然對(duì)話的速度(每分鐘約160個(gè)詞)。
該裝置在50個(gè)單詞的詞匯量下錯(cuò)誤率為9.1%，比此前最先進(jìn)的語(yǔ)言腦機(jī)接口裝置低1/3。在使用12500詞匯量時(shí)，該裝置錯(cuò)誤率為23.8%。
該研究的主要作者Frank Willett博士表示，這項(xiàng)技術(shù)仍處于概念驗(yàn)證階段，尚未準(zhǔn)備好投入商業(yè)使用，但仍代表著為失去說(shuō)話能力的患者恢復(fù)快節(jié)奏溝通的“重大進(jìn)步”。
在另一項(xiàng)研究中，加州大學(xué)舊金山分校團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于不同方法獲取大腦活動(dòng)的腦機(jī)接口裝置，其電極覆蓋在大腦表面并偵測(cè)許多細(xì)胞的活動(dòng)。
這一裝置可以將大腦信號(hào)同時(shí)以三種形式輸出：文字、語(yǔ)音和面部表情（以動(dòng)畫頭像的形式呈現(xiàn)）。
在該裝置下，腦信號(hào)到文字的轉(zhuǎn)譯速度中位數(shù)為每分鐘78個(gè)詞，是此前記錄的4.3倍，更加接近自然對(duì)話的速度。
研究人員表示，該裝置在解碼50個(gè)詞匯的句子時(shí)實(shí)現(xiàn)了4.9%的錯(cuò)誤率，這比之前最先進(jìn)的語(yǔ)言腦機(jī)接口裝置低1/5。當(dāng)實(shí)時(shí)解碼超過1000個(gè)詞匯的句子時(shí)，錯(cuò)誤率達(dá)到25%。
未來(lái)，加州大學(xué)舊金山分校團(tuán)隊(duì)希望創(chuàng)建該技術(shù)的無(wú)線版本，以便用戶可以更自由地使用其語(yǔ)言能力，而不必始終保持與計(jì)算機(jī)的物理連接。
值得注意的是，在可能的商業(yè)化之前，這項(xiàng)技術(shù)還必須在更多人身上進(jìn)行測(cè)試，以證明其可靠性。兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都希望未來(lái)進(jìn)一步提高其所開發(fā)的腦機(jī)接口裝置的速度和準(zhǔn)確性。
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