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陈根:花式解码脑电波,语言不再成为障碍

2020/5/17 11:38:00

/陈根

霍金作为当代伟大的物理学家,为物理研究和宇宙探索作出了巨大贡献,却自成名起一直坐在轮椅上。那么丧失语言和行动能力的霍金又如何表达自己的想法?这还要从脑神经技术的发展讲起。

脑机接口作为神经科学的最前沿领域,即一种不依赖于正常的由外围神经和肌肉组成的输出通路的通讯系统,脑机接口引领着前沿技术的变革。

近日Moses和华裔科学家Edward Chang《自然·神经科学》杂志上发表了一项脑机接口最新研究,他们发现了一种能够以较高准确率解码神经活动,并将其翻译为句子的机器翻译算法。

利用机器翻译任务与从神经活动解码语音的相似性提高脑机接口直接解码语言的精度解码语言是从一种语言到另一种语言的算法翻译仅需两步即可解码语音:将大脑中的电信号转换为声音运动,然后将这些运动转换为语音。

这是如何实现的呢?

该团队招募了五名即将接受癫痫神经外科手术的志愿者,在他们脑中植入脑电极当电极就位时,志愿者被要求大声读出数百个句子,此外,还训练了他们的机器学习算法。研究人员收集了神经数据记录了已知设计言语产生的大脑区域的活动。

研究表示,在训练过算法的志愿者身上做训练会更具有优势。这意味着,随着训练时间的增长和反复,AI 的训练会变得更容易和精准。但是,还需要开展进一步的研究来更加完整地调查这个系统的功能,将解码范围扩展到研究所限语言之外。

目前,该实验算法还不能解码未经训练的句子,要成为一个可行的临床语言合成脑机接口,还有很长的路要走。不过这对于因神经损伤而无法沟通的人来说,将神经活动转化为语言的技术将具有变革性的意义。

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毫无疑问,未来的脑机接口将会带来大脑的开放,这一技术也将广泛存在。在医疗康复领域,它将帮助瘫痪患者、高位截瘫患者和渐冻人等同时,也有助于为诊断和治疗其他严重疾病提供解决方案;在教育培训和咨询领域,帮助有注意力缺陷的ADHD患者以及正常儿童或成人提升专注力以及记忆力和情绪压力调节能力;在大众消费和娱乐领域,脑机接口技术将为传统休闲娱乐产品提供附加值和新卖点、为消费者接触新兴脑科技提供触点。

当然,现阶段脑机接口还面临着许多挑战。想让脑机接口变为现实,还有很长的路要走。

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