|
自然新闻文章 新闻ˌ消息 2024年5月13日 大脑阅读设备在解码“内部语言”方面是最好的 使研究人员能够解读大脑信号的技术有朝一日可能会让人们只用思想说话。 作者Miryam Naddaf 图示显示了边缘上回(橙色)，这是大脑中与说话有关的一个区域。信用:我的盒子/Alamy 科学家已经开发出可以解码内部语音的大脑植入物——识别两个人在不动嘴唇或发出声音的情况下在脑海中说出的话。 虽然这项技术还处于早期阶段——它被证明只能用于少数单词，而不能用于短语或句子——但它在未来可能会有临床应用。 类似的脑机接口(BCI)设备将大脑中的信号翻译成文本，对一些人来说，速度已经达到了每分钟62-78个单词。但是这些技术被训练来解释至少部分发声或模仿的语音。 这项发表在5月13日《自然·人类行为》杂志上的最新研究，首次通过实时记录大脑中单个神经元的信号，完全解码了内心的话语。 瑞士日内瓦大学的神经工程师西尔维娅·马尔凯索蒂说:“这可能是迄今为止关于解码想象语言的最先进的研究。”。 “这项技术对那些无法移动的人来说特别有用，”研究的合著者Sarah Wandelt说，她是一名神经工程师，在研究完成时在帕萨迪纳的加州理工学院工作。“例如，我们可以考虑像闭锁综合征这样的情况。”读心术 研究人员在两名脊髓损伤者的大脑中植入了微型电极阵列。他们将这些设备放置在边缘上回（SMG）中，这是一个以前没有在语音解码脑机接口中探索过的大脑区域。 Marchesotti说，找出大脑中植入脑机接口的最佳位置是解码内部语音的关键挑战之一。作者决定在先前研究的基础上测量SMG中神经元的活动。先前的研究显示，大脑的这一部分在次声语音和判断单词是否押韵等任务中非常活跃。 在参与者的左侧SMG中植入微电极阵列两周后，研究人员开始收集数据。他们用六个词（战场、牛仔、蟒蛇、勺子、游泳和电话）和两个无意义的伪词（nifzig和bindip）训练BCI。“这里的重点是看看意义是否是表征所必需的，”万德尔特说。 在三天的时间里，该团队要求每个参与者想象说出屏幕上显示的单词，并对每个单词重复这一过程八次。然后，BCI将对参与者大脑活动的测量结果与计算机模型相结合，以实时预测他们的内部言语。 对于第一个参与者，BCI捕捉到了所有单词的不同神经信号，并能够以79%的准确率识别它们。但第二名参与者的解码准确率只有23%，他们对“勺子”和“游泳”表现出优先表征，并且对每个单词都唯一活跃的神经元较少。“边缘上回的不同子区域可能或多或少地参与了这一过程，”万德尔特说。 荷兰马斯特里赫特大学的计算神经科学家克里斯蒂安·赫夫认为，这些结果可能凸显了人们处理内部言语的不同方式。“先前的研究表明，在执行想象的任务时有不同的能力，而且控制BCI的能力也不同，”Marchesotti补充道。 作者还发现，当参与者说出单词时，82–85%在内部语音中活跃的神经元也是活跃的。但是一些神经元只在内部讲话时活跃，或者对特定的单词有不同的反应。 后续步骤 尽管这项研究代表了内部语音解码的重大进展，但临床应用仍有很长的路要走，许多问题仍未得到解答。 赫夫说:“内部语音的问题是我们不知道发生了什么，也不知道它是如何被处理的。”例如，研究人员还无法确定大脑是通过语音（通过声音）还是通过语义（通过意义）来表达内部言语。“我认为我们需要更大的词汇量，”赫夫说。 Marchesotti还想知道这项技术是否可以推广到失去说话能力的人，因为两名研究参与者能够说话，并且大脑的说话区域完好无损。“这是我认为未来可以解决的问题之一，”她说。 该团队的下一步将是测试BCI是否能够区分字母表中的字母。“我们可能会有一个内部语音拼写器，这将真正帮助患者拼写单词，”万德尔特说。https:///10.1038/d41586-024-01424-7参考 1.万德尔特，S. K .等人。贝哈夫。https:///10.1038/s41562-024-01867-y（2024年）。 文章 谷歌学术 |
|
|
