每經(jīng)編輯｜杜宇    

只需在腦海中想象說話，就能進行交流？科學(xué)家在腦機接口領(lǐng)域取得一項重要突破，他們首次識別并解碼了與“內(nèi)心言語”——人們腦海中的無聲獨白相關(guān)的大腦活動，解碼準確率高達74%。這項由美國斯坦福大學(xué)團隊主導(dǎo)的開創(chuàng)性研究14日發(fā)表在《細胞》期刊上，為幫助嚴重言語障礙患者重建自然交流能力開辟了全新路徑。

據(jù)科技日報8月15日報道，長期以來，腦機接口被視為連接大腦與外部世界的橋梁。此前的技術(shù)主要依賴解碼用戶嘗試發(fā)聲時產(chǎn)生的神經(jīng)信號，或?qū)⒀矍蜻\動轉(zhuǎn)化為文字。但前者對肌肉控制要求高，過程讓人疲憊，而后者的轉(zhuǎn)化速度緩慢。為了追求更高效、更輕松的溝通方式，研究團隊將目光投向了“內(nèi)心言語”，即無需任何肌肉參與、僅在腦海中進行的默想說話。

試驗參與者正在使用新設(shè)備。上面的文字是提示句子，下面的文字是實時解碼參與者想說出的語句。（圖片來源：美國斯坦福大學(xué)）

研究團隊為因肌萎縮側(cè)索硬化癥或腦干中風(fēng)而導(dǎo)致嚴重癱瘓的參與者植入了大腦運動皮層（負責(zé)語言的區(qū)域）微電極。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，嘗試說話和想象說話會激活大腦中重疊的區(qū)域，并產(chǎn)生相似的神經(jīng)活動模式，但“內(nèi)心言語”的信號強度通常較弱?；谶@一發(fā)現(xiàn)，團隊利用采集到的“內(nèi)心言語”數(shù)據(jù)訓(xùn)練人工智能模型。在概念驗證中，該腦機接口系統(tǒng)能從包含多達12.5萬個單詞的龐大詞匯庫中解碼想象中的句子，準確率達74%，甚至能捕捉到用戶為完成計算任務(wù)而在心中默念的數(shù)字。

同時，對于希望實現(xiàn)更快或更輕松的通信方法的用戶，該團隊還演示了一種密碼控制機制，這使得系統(tǒng)可以被訓(xùn)練為暫時忽略“內(nèi)心言語”，轉(zhuǎn)為關(guān)鍵詞密碼解鎖模式——用戶只需在腦中默念特定短語，系統(tǒng)便能以超過98%的準確率識別并啟動解碼功能。

盡管目前該技術(shù)尚無法完美處理“內(nèi)心言語”，但研究團隊相信，隨著傳感器和算法的進步，未來更先進的設(shè)備有望實現(xiàn)如日常對話般流暢的意念交流，這項工作將真正為恢復(fù)自然、舒適的溝通帶來希望。

圖片來源：視覺中國

據(jù)央視新聞，腦機接口，就是在大腦與外部設(shè)備之間建立直接連接的通路。大腦在思維活動時產(chǎn)生腦電波，腦機接口則通過識別腦電波特征直接讀取大腦意圖，將其轉(zhuǎn)化為計算機指令，實現(xiàn)人與機器或外部環(huán)境之間的交互聯(lián)通，創(chuàng)造讓癱瘓者行走、讓失語者“說話”、讓盲人“復(fù)明”等奇跡。

腦機接口技術(shù)主要分為非侵入式和侵入式兩類，其中，非侵入式腦機接口是在頭皮表面使用電極、傳感器等設(shè)備，獲取大腦活動信息。雖然獲取信號的質(zhì)量水平相對較低，但具有易操作、安全性高等特點。此次國家醫(yī)保局立項指南新增非侵入式腦機接口適配費項目，就是為臨床使用此類技術(shù)時，需要不斷調(diào)試設(shè)備的服務(wù)項目而設(shè)。

專家介紹，大腦有800億到1000億個神經(jīng)元，每個神經(jīng)元又與上萬個其他神經(jīng)元連接，我們對大腦的認知還遠遠不夠。現(xiàn)在最頂尖的電生理技術(shù)一次也只能記錄1000個神經(jīng)元，大規(guī)模記錄和準確解碼編碼任重道遠。另外，侵入式腦機接口對大腦的損傷不容忽視。植入電極需要開顱手術(shù)，電極在腦中時間長了有感染風(fēng)險。為保障患者安全，腦機接口技術(shù)應(yīng)列入醫(yī)療技術(shù)清單。

近來，全球頭部腦機接口公司間的技術(shù)競爭似乎有加速跡象。

據(jù)證券時報，根據(jù)Precedence Statistics的統(tǒng)計與預(yù)測，2023年全球腦機接口市場規(guī)模約為23.5億美元，至2033年將提升至108.9億美元，對應(yīng)2023年~2033年復(fù)合增速為17%。而國內(nèi)腦機接口市場規(guī)模目前僅為10億元左右，預(yù)計2040年將超過1200億元，對應(yīng)2024年~2040年復(fù)合增速為26%。

7月初，Neuralink創(chuàng)始人埃隆·馬斯克召開了一場發(fā)布會，對外公布公司腦機接口技術(shù)新的未來三年規(guī)劃，其中提到將“在2028年實現(xiàn)全腦接口”目標，同時逐漸將電極通道數(shù)從當(dāng)前的數(shù)千級提升至數(shù)萬級。

每日經(jīng)濟新聞綜合央視新聞、科技日報、證券時報

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