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科幻照進(jìn)現(xiàn)實(shí)!腦機(jī)接口技術(shù)讓中風(fēng)18年的失語患者“流利說話”

2025-04-06 14:21  瀏覽:  

加州大學(xué)的科學(xué)家們?cè)谀X機(jī)接口(BCI)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展,他們開發(fā)了一種設(shè)備,能夠?qū)崟r(shí)將關(guān)于語言的思維轉(zhuǎn)化為可以說出口的話語。

這項(xiàng)創(chuàng)新的工作解決了一個(gè)關(guān)鍵問題,即延遲。長(zhǎng)期以來,這種延遲一直阻礙著現(xiàn)有技術(shù)為有語言障礙的人提供及時(shí)有效的溝通。

盡管它目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段,但科學(xué)家們希望這種腦機(jī)接口技術(shù)有一天能夠幫助那些無法說話的人發(fā)出聲音。

這項(xiàng)新的研究記錄了一位47歲的四肢癱瘓女性進(jìn)行的測(cè)試,她在中風(fēng)后18年來一直無法說話。醫(yī)生在手術(shù)中將該設(shè)備植入她的大腦,作為一項(xiàng)臨床試驗(yàn)的一部分。

“植入設(shè)備將她想要說話的意圖轉(zhuǎn)化為流利的句子,”論文的共同作者戈帕拉·阿努曼奇帕利說。這項(xiàng)研究于周一發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上。

其他用于語言的腦機(jī)接口技術(shù)通常在思考句子和計(jì)算機(jī)語音表達(dá)之間存在輕微的延遲。研究人員指出,這種延遲可能會(huì)破壞對(duì)話的自然流暢性,從而導(dǎo)致誤解和挫敗感,但最新的技術(shù)卻允許更流暢、連貫的語音合成流,更接近自然對(duì)話。

堪薩斯大學(xué)言語與應(yīng)用神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的喬納森·布倫伯格評(píng)論稱,這是腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)域的一大進(jìn)步。

加州大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過電極記錄了這位女性在大腦中默默說出句子時(shí)的大腦活動(dòng)。科學(xué)家們利用她在受傷前的聲音制作了一個(gè)合成器,來創(chuàng)建她本會(huì)說出的語音。他們還訓(xùn)練了一個(gè)將神經(jīng)活動(dòng)翻譯成聲音單元的人工智能模型。

阿努曼奇帕利表示,這個(gè)設(shè)備的工作原理和現(xiàn)有的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)很相似,都是把一種信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種形式。但它更先進(jìn),因?yàn)樗梢灾苯訌拇竽X信號(hào)中獲取信息,幫助那些無法說話的人重新獲得交流的能力。

據(jù)悉,這個(gè)植入設(shè)備本身位于大腦的語言中樞,可以更好地“收聽”大腦信號(hào),這些信號(hào)會(huì)被翻譯成組成句子的語言片段。

阿努曼奇帕利稱這是一種“流式處理方法”,每80毫秒的語言片段就會(huì)被發(fā)送到錄音設(shè)備中,可以大大改善交流的流暢性。“它不會(huì)等到一句話說完才處理,而是在說話的過程中實(shí)時(shí)處理。”

不過他聲稱,在這項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備好廣泛應(yīng)用之前,還需要進(jìn)行更多的研究,但只要“持續(xù)投資”,十年內(nèi)就可以為患者大規(guī)模提供這項(xiàng)技術(shù)。

布倫伯格表示,如此快速地解碼語言有潛力跟上自然語言的快速節(jié)奏。他還補(bǔ)充說,使用語音樣本將是使語言更加自然的一個(gè)重大進(jìn)步。

神經(jīng)外科醫(yī)生、資深聯(lián)合首席研究員Edward Chang強(qiáng)調(diào),這項(xiàng)新技術(shù)在提高失語患者生活質(zhì)量方面有巨大潛力。他對(duì)人工智能的進(jìn)步表示興奮,認(rèn)為它們正在推動(dòng)腦機(jī)接口進(jìn)入更實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域。

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