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只需在腦海中想象說話,就能進行交流?科學家在腦機接口領(lǐng)域取得一項重要突破,他們首次識別并解碼了與“內(nèi)心言語”——人們腦海中的無聲獨白相關(guān)的大腦活動,解碼準確率高達74%。這項由美國斯坦福大學團隊主導(dǎo)的開創(chuàng)性研究14日發(fā)表在《細胞》期刊上,為幫助嚴重言語障礙患者重建自然交流能力開辟了全新路徑。
長期以來,腦機接口被視為連接大腦與外部世界的橋梁。此前的技術(shù)主要依賴解碼用戶嘗試發(fā)聲時產(chǎn)生的神經(jīng)信號,或?qū)⒀矍蜻\動轉(zhuǎn)化為文字。但前者對肌肉控制要求高,過程讓人疲憊,而后者的轉(zhuǎn)化速度緩慢。為了追求更高效、更輕松的溝通方式,研究團隊將目光投向了“內(nèi)心言語”,即無需任何肌肉參與、僅在腦海中進行的默想說話。
研究團隊為因肌萎縮側(cè)索硬化癥或腦干中風而導(dǎo)致嚴重癱瘓的參與者植入了大腦運動皮層(負責語言的區(qū)域)微電極。結(jié)果發(fā)現(xiàn),嘗試說話和想象說話會激活大腦中重疊的區(qū)域,并產(chǎn)生相似的神經(jīng)活動模式,但“內(nèi)心言語”的信號強度通常較弱?;谶@一發(fā)現(xiàn),團隊利用采集到的“內(nèi)心言語”數(shù)據(jù)訓練人工智能模型。在概念驗證中,該腦機接口系統(tǒng)能從包含多達12.5萬個單詞的龐大詞匯庫中解碼想象中的句子,準確率達74%,甚至能捕捉到用戶為完成計算任務(wù)而在心中默念的數(shù)字。
同時,對于希望實現(xiàn)更快或更輕松的通信方法的用戶,該團隊還演示了一種密碼控制機制,這使得系統(tǒng)可以被訓練為暫時忽略“內(nèi)心言語”,轉(zhuǎn)為關(guān)鍵詞密碼解鎖模式——用戶只需在腦中默念特定短語,系統(tǒng)便能以超過98%的準確率識別并啟動解碼功能。
盡管目前該技術(shù)尚無法完美處理“內(nèi)心言語”,但研究團隊相信,隨著傳感器和算法的進步,未來更先進的設(shè)備有望實現(xiàn)如日常對話般流暢的意念交流,這項工作將真正為恢復(fù)自然、舒適的溝通帶來希望。