科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校健康中心開(kāi)發(fā)出一款新型腦機(jī)接口（BCI），可將腦信號(hào)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音，準(zhǔn)確率高達(dá)97%，是目前同類(lèi)系統(tǒng)中最高的。該團(tuán)隊(duì)在一名因肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS，俗稱(chēng)漸凍癥）而語(yǔ)言能力嚴(yán)重受損的男子大腦中植入了傳感器。啟動(dòng)該系統(tǒng)后，該男子在幾分鐘內(nèi)就能說(shuō)出自己想要說(shuō)的話。相關(guān)研究15日發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上。
這款腦機(jī)接口旨在幫助那些因神經(jīng)系統(tǒng)疾病而無(wú)法說(shuō)話的人恢復(fù)語(yǔ)言交流能力，它可解讀用戶(hù)說(shuō)話時(shí)的腦信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成由計(jì)算機(jī)朗讀的文本。
研究團(tuán)隊(duì)招募了一名45歲的ALS患者參加臨床試驗(yàn)。該名患者的癥狀是手臂和腿部無(wú)力，言語(yǔ)也很難理解。
2023年7月，團(tuán)隊(duì)向該名患者植入了專(zhuān)用的BCI設(shè)備。4個(gè)微電極陣列放入左中央前回，這是大腦中負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)言語(yǔ)的區(qū)域。這些陣列可以記錄來(lái)自256個(gè)皮質(zhì)電極的大腦活動(dòng)。
患者在提示式和即興對(duì)話環(huán)境中都使用了該系統(tǒng)。在這兩種情況下，語(yǔ)音解碼都能實(shí)時(shí)進(jìn)行，解碼后的單詞快速顯示在屏幕上，系統(tǒng)也會(huì)不斷更新以保證其準(zhǔn)確運(yùn)行。研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)軟件合成的聲音進(jìn)行了訓(xùn)練，使用的正是患者之前的聲音樣本，這使計(jì)算機(jī)在大聲“朗讀”患者所想的單詞時(shí)，聽(tīng)起來(lái)完全就像患者得病之前的聲音。
試驗(yàn)顯示，在第一次語(yǔ)音數(shù)據(jù)訓(xùn)練中，該系統(tǒng)花了30分鐘，以50個(gè)詞的詞匯量實(shí)現(xiàn)了99.6%的準(zhǔn)確率。在第二次訓(xùn)練中，潛在詞匯量增加到125000個(gè)單詞。僅用1.4小時(shí)的額外訓(xùn)練數(shù)據(jù)，BCI就在這個(gè)大大擴(kuò)展的詞匯量下實(shí)現(xiàn)了90.2%的準(zhǔn)確率。在繼續(xù)收集數(shù)據(jù)后，BCI的準(zhǔn)確率仍保持在97.5%。
總編輯圈點(diǎn)：
ALS“凍住”的其實(shí)是人們控制全身運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞，因此患者會(huì)逐漸喪失站立、行走的能力，也會(huì)失去對(duì)說(shuō)話肌肉的控制。腦機(jī)接口技術(shù)在近兩年不斷更迭，給了ALS患者重新“說(shuō)話”的機(jī)會(huì)。此外，腦機(jī)接口在恢復(fù)運(yùn)動(dòng)和刺激神經(jīng)方面也有重要用途。人們期待看到該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用，甚至出現(xiàn)消費(fèi)級(jí)腦機(jī)產(chǎn)品。但在此之前，這一領(lǐng)域腦電信息采集的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制定，還需格外慎重。
