新脑机接口技术:打破失语者交流的困境,脑机接口新突破:让失语者实时“开口说话”

本文围绕英国《自然·神经科学》发表的一项研究展开,介绍了新脑机接口技术能将大脑中言语活动实时转换成有声词汇,助力失语者实时流畅交流,并阐述了该技术的研发过程及应用前景。

在科技不断发展的今天,脑机接口领域又迎来了一项重大突破。据科技日报北京3月31日消息,英国《自然·神经科学》在31日发表的一项研究中,报道了一项全新的脑机接口技术。这项神奇的技术,能够将大脑中的言语活动实时转换成有声词汇,真正实现了实时意念“说话”,这对于失语者而言,无疑是重拾实时流畅交流能力的新希望。

目前,面向言语的脑机接口存在一个明显的弊端。一般情况下,在个人无声地尝试说话与计算机的有声输出之间会延迟几秒,这就导致了无法实现流畅清晰的交流。这种延迟会在聆听者与说话者之间造成交流不畅和困扰,使得失语者依然难以正常地表达自己的想法。

为了解决这一问题,美国加州大学旧金山分校和伯克利分校的研究人员展开了深入研究,并开发出了一款无声脑机接口。他们将这个脑机接口植入了一名47岁四肢麻痹(四肢和躯干瘫痪)女性的大脑。这位女性在一次卒中发作后,已经有18年无法说话或发声了。

研究人员进行了一系列的实验。他们让这位女性在大脑中用意念讲出包含1024个独特词汇的完整句子。同时,利用植入该患者言语感觉运动皮质的电极,记录下她的脑活动,并以此来训练一个深度学习神经网络。

随后,研究人员利用训练好的模型,以80毫秒递增的速度解码在线语音,确保解码时间与受试者的发声意图同步。然后,再使用受试者受伤前说话片段训练的模型,生成模拟她声音的音频。令人惊喜的是,这个脑机接口还可以推广至该受试者训练中没有接触过的词汇,并且研究人员发现,该设备能够连续顺畅运作。

研究人员表示,虽然目前还需要对更多受试者开展进一步研究,但这款设备已经展现出了巨大的潜力。它有望让失语者更自然流畅地实时说话,从而提高他们的生活质量。

此前,也有多个将人脑活动转化为语言的脑机接口技术被报道过,这些技术让那些困于语言高墙内的人重获生命尊严,有了实时沟通和交流的可能性。而此次科学家发明的“意念翻译器”,更是取得了新的突破。它不仅能让失去语言能力的受试者开口说话,读取她的意识并将其翻译成能懂的语言,而且解码时间还能与受试者的发声意图同步。通过模拟患者此前说话的声音,机器还能重现她的音色。可以说,用脑电波沟通已经成为现实,未来这项技术或许能够帮助更多语言障碍患者重建自然对话。

本文介绍了英国《自然·神经科学》报道的新脑机接口技术,该技术可将大脑言语活动实时转换为有声词汇。研究人员通过对一名失语女性进行实验,证明了该设备能连续顺畅运作。虽还需更多研究,但此技术有望让失语者自然流畅实时说话,提高其生活质量,未来或助力更多语言障碍患者实现自然对话。

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