前沿 | 脑机接口解码有了新进展,让失语者更自然发声
瘫痪患者有望借助新技术更自然交流。8月23日,《自然》杂志发表了两篇论文,报告了新的脑机接口装置,其不仅能将大脑活动解码为语言,而且比当前所有技术都更迅速、更准确且覆盖词汇量更大。由于患有神经系统疾病的人,往往因肌肉瘫痪而丧失语言能力,因此这一成果为瘫痪病人提供了更多可能性,让他们能更自然、更具表现力地进行交流。
对此,南开大学人工智能学院教授段峰在8月26日接受人民日报健康客户端记者采访时表示,相比于大脑的运动区,语言区的脑电信号识别起来要复杂很多,这也是为什么脑机接口用于帮助人们恢复语言沟通能力多年来进展缓慢的原因之一,而此次的研究则在该领域展现了积极的结果。
据了解,脑机接口是一种建立在大脑和外界环境之间的信息交互通道,人们可以通过它实现没有神经和肌肉参与的“意念”控制。患有肢体残疾或其他功能障碍的病人通过脑机接口可以与外界进行交流,其生活水平和自理能力得到极大的提高。[1]
段峰教授解释:“人体运动区域的脑电信号基本相似,但语言则不同。单以中文来说,就存在许许多多的方言,每个人掌握的初始语言本就不完全相同,再加上后天可能又会习得其他的语言,因此在人的生长发育过程中,脑电区域发生改变的个性化差异就非常大。因此,很难有一个通用的办法可以成功识别出每个人对应的语言激活区。”
5月4日首例介入式脑机接口试验成功,介入式脑机接口非人灵长类动物试验手术实景。南开大学 图
根据论文内容,在使用12500词汇量时,该装置的错误率为23.8%,研究团队认为这可能是首次成功演示大词汇量解码的研究。而在另一项研究中,其脑机接口装置,收集因脑干中风而严重瘫痪患者数据时,脑信号到文字的转译速度中位数为每分钟78个词(错误率为25%)。
“虽然研究取得了积极的结果,但不能忽略的一点是,现实生活中的语境与实验室的特定情境相比,往往更为复杂,因此还不能确定目前的脑机接口装置如果日后应用在日常生活场景中,其具体表现情况如何。”段峰教授提示,“言语残疾人数相对较少,在一定程度上也会影响脑机接口技术在相关领域的发展速度。”
对于该技术未来的发展及应用,段峰教授表示,只有在和完全陌生的人交流时,我们才需要把每一句话都表达清楚,而对于亲人、爱人和朋友,彼此之间往往心意相通,很多时候,几个字甚至一个眼神就能够传情达意,完成沟通。“再加上,还可以把脑机接口技术与人工智能技术进行结合,因此,我们完全可以对让失语者实现重新‘发声’这件事抱有信心。”