科技日报北京8月24日电(记者张)23日发表在《自然》杂志上的两篇论文报告了一种新的脑机接口装置,它不仅可以将大脑活动解码成语言,而且比当前所有技术都更快、更准确、覆盖的词汇量更大。这一成果显示了在帮助重度瘫痪者恢复交流能力方面的技术进步。
美国斯坦福大学开发的脑机接口设备,可以通过插入大脑的精细电极阵列收集单个细胞的神经活动,并训练一个人工神经网络来解码病人想说的话。在这种设备的帮助下,一名肌萎缩侧索硬化症患者可以以每分钟62个词的速度进行交流,比之前的同类设备快3.4倍,更接近自然对话(每分钟约160个词)。该设备在50个单词的词汇量内错误率为9.1%,比之前最先进的语言脑机接口设备低1/3左右。当使用12500个单词时,错误率为23.8%,团队认为这可能是首次成功演示用大单词解码。
在另一项研究中,加州大学旧金山分校的团队开发了一种脑机接口设备,基于不同的方法来获取大脑活动。它的电极覆盖在大脑表面,检测许多细胞的活动,可以同时将大脑信号转换为三种输出形式:文本、语音和控制一个化身。研究人员训练了一个深度学习模型,对一名因脑干中风而严重瘫痪的患者的神经数据进行解码,患者在收集数据时无声地说出句子。大脑信号到单词的翻译速度中位数为每分钟78个单词(错误率25%);大脑信号翻译成语音,词汇量为372的错误率为28.2%,词汇量越小,错误率越低。
该设备还可以将神经活动转化为面部表情,并以动画化身的形式呈现出来。综上所述,这种多模式脑机接口设备为瘫痪患者更自然、更有表现力地交流提供了更多可能。
[主编]
患有神经系统疾病的人往往会因为肌肉麻痹而丧失语言能力。之前的研究表明,可以从这些失语症患者的大脑活动中解码出语言,但只能以文字的形式输出,准确性和词汇量有限,速度极慢,几乎到了“两个字一跳”的程度。现在这两种脑机接口设备已经在这一领域实现了质的飞跃,只有更加流畅准确的交流,才能真正缓解因瘫痪的神经损伤和疾病而“无语”的痛苦。
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