加利福尼亞的科學(xué)家們利用電極和人工智能制造了一種可以將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)言的裝置。他們說(shuō)，他們實(shí)驗(yàn)用的解碼器最終可能會(huì)發(fā)展為一種大腦
加利福尼亞的科學(xué)家們利用電極和人工智能制造了一種可以將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)言的裝置。他們說(shuō)，他們實(shí)驗(yàn)用的解碼器最終可能會(huì)發(fā)展為一種大腦植入物，屆時(shí)將能夠?yàn)橐蛑酗L(fēng)、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化癥和帕金森氏癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病而失聲的人恢復(fù)說(shuō)話的能力。
“這是一個(gè)令人興奮的技術(shù)證明，原則上有了這種技術(shù)，我們應(yīng)該可以為失聲的病人建造一種臨床可行的設(shè)備，”加州大學(xué)舊金山分校(University of California, San Francisco)神經(jīng)外科教授、一篇描述該技術(shù)的論文的資深作者Edward Chang在一份聲明中說(shuō)。
在他們的研究中，Chang和他的合作者記錄了5名癲癇患者(他們已經(jīng)在治療過(guò)程中植入了大腦植入物)大聲朗讀句子時(shí)的大腦活動(dòng)，然后，一對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——專門為識(shí)別模式而設(shè)計(jì)的人工智能算法——就會(huì)開始解碼過(guò)程。它們首先使用大腦信號(hào)來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)送到嘴唇、舌頭、下巴和喉嚨的指令來(lái)產(chǎn)生單詞，第二步是把預(yù)測(cè)的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)合成的語(yǔ)音。
為了測(cè)試計(jì)算機(jī)生成語(yǔ)音的可理解性，科學(xué)家們讓以英語(yǔ)為母語(yǔ)的人聽這些句子，然后讓他們從一堆單詞中選擇他們認(rèn)為聽到的單詞。而轉(zhuǎn)錄正確率取決于這些聽寫員參照的單詞數(shù)量，但平均而言，聽寫員能夠正確識(shí)別70%的單詞。當(dāng)每個(gè)單詞給定25個(gè)候選選項(xiàng)時(shí)，他們答對(duì)了69%的單詞;當(dāng)每個(gè)單詞有50個(gè)候選選項(xiàng)時(shí)，人們答對(duì)了47%的單詞。
其他科學(xué)家對(duì)這項(xiàng)研究表示贊賞，因?yàn)樗P(guān)注的是產(chǎn)生語(yǔ)言所需的口腔運(yùn)動(dòng)，而不是特定的單詞或聲音。德國(guó)圖賓根大學(xué)(University of Tubingen)腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人安德爾·拉莫斯-穆吉亞爾德(Ander Ramos-Murguialday)在一封電子郵件中說(shuō)，這種方法讓他們進(jìn)入了將思維轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的豐富研究領(lǐng)域。
腦機(jī)接口可以將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)化為行動(dòng)，比如在屏幕上移動(dòng)光標(biāo)，甚至駕駛無(wú)人機(jī)。此前，它們?cè)挥糜趲椭竽X癱瘓的患者——盡管速度只有每分鐘8個(gè)單詞(普通語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的速度約為每分鐘150個(gè)單詞)。
密歇根大學(xué)安娜堡分校大腦直接接口實(shí)驗(yàn)室(University of Michigan Direct Brain Interface Laboratory)主任簡(jiǎn)·哈金斯(Jane Huggins)沒有參與這項(xiàng)研究，但她說(shuō)，研究人員的方法還可以平息人們的擔(dān)憂，即擔(dān)心個(gè)人的私人想法有可能會(huì)被機(jī)器讀出來(lái)。
她在一封電子郵件中說(shuō)：“解碼與嘴部運(yùn)動(dòng)有關(guān)的大腦信號(hào)的好處是只解碼人們想說(shuō)的話。因此，它將解碼其他類型大腦活動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)降到了最低。”
但這種依賴嘴部運(yùn)動(dòng)的解碼器到底能不能幫助那些最需要它的人?那些因?yàn)榛忌现酗L(fēng)、肌萎縮側(cè)索硬化癥或其他疾病而無(wú)法移動(dòng)嘴巴的人怎么辦?
“這些結(jié)果的主要局限在于它們不能像現(xiàn)在一樣應(yīng)用于沒有發(fā)音能力的患者身上，”拉莫斯-穆吉亞爾戴(Ramos-Murguialday)在電子郵件中說(shuō)。換句話說(shuō)，由于這項(xiàng)新研究的參與者都能正常說(shuō)話，所以目前還不清楚這些算法將如何處理那些不能說(shuō)話的人的大腦信號(hào)。
還有一個(gè)應(yīng)用電極的問(wèn)題。和許多腦機(jī)接口一樣，實(shí)驗(yàn)解碼器使用直接植入大腦的傳感器。除非科學(xué)家們找到另一種方法，否則這就意味著植入解碼器將需要先進(jìn)行腦部手術(shù)。
盡管有這樣的擔(dān)憂，Ramos-Murgulalday仍然稱這項(xiàng)工作是“非常有希望的一步”，在未來(lái)，有語(yǔ)言障礙的人可以很容易地進(jìn)行實(shí)時(shí)交流。
加州大學(xué)舊金山分校的研究生、該研究的合著者喬什·夏蒂爾(Josh Chartier)也持有相同提供的觀點(diǎn)。
他在一份聲明中說(shuō)：“現(xiàn)在，不能移動(dòng)胳膊和腿的人已經(jīng)學(xué)會(huì)用大腦控制機(jī)器人的肢體，而我們也希望有一天，有語(yǔ)言障礙的人能夠通過(guò)這種大腦控制的人工聲道重新學(xué)會(huì)說(shuō)話。”
