自然新聞文章 新聞?消息 2024年5月13日 大腦閱讀設(shè)備在解碼“內(nèi)部語(yǔ)言”方面是最好的 使研究人員能夠解讀大腦信號(hào)的技術(shù)有朝一日可能會(huì)讓人們只用思想說(shuō)話。 作者M(jìn)iryam Naddaf

圖示顯示了邊緣上回(橙色)，這是大腦中與說(shuō)話有關(guān)的一個(gè)區(qū)域。信用:我的盒子/Alamy 科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出可以解碼內(nèi)部語(yǔ)音的大腦植入物——識(shí)別兩個(gè)人在不動(dòng)嘴唇或發(fā)出聲音的情況下在腦海中說(shuō)出的話。 雖然這項(xiàng)技術(shù)還處于早期階段——它被證明只能用于少數(shù)單詞，而不能用于短語(yǔ)或句子——但它在未來(lái)可能會(huì)有臨床應(yīng)用。 類似的腦機(jī)接口(BCI)設(shè)備將大腦中的信號(hào)翻譯成文本，對(duì)一些人來(lái)說(shuō)，速度已經(jīng)達(dá)到了每分鐘62-78個(gè)單詞。但是這些技術(shù)被訓(xùn)練來(lái)解釋至少部分發(fā)聲或模仿的語(yǔ)音。 這項(xiàng)發(fā)表在5月13日《自然·人類行為》雜志上的最新研究，首次通過(guò)實(shí)時(shí)記錄大腦中單個(gè)神經(jīng)元的信號(hào)，完全解碼了內(nèi)心的話語(yǔ)。 瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的神經(jīng)工程師西爾維婭·馬爾凱索蒂說(shuō):“這可能是迄今為止關(guān)于解碼想象語(yǔ)言的最先進(jìn)的研究?！?。 “這項(xiàng)技術(shù)對(duì)那些無(wú)法移動(dòng)的人來(lái)說(shuō)特別有用，”研究的合著者Sarah Wandelt說(shuō)，她是一名神經(jīng)工程師，在研究完成時(shí)在帕薩迪納的加州理工學(xué)院工作?！袄?，我們可以考慮像閉鎖綜合征這樣的情況?！?span style="color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Arial, "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", STHeiti, "Microsoft YaHei", sans-serif; font-size: 18px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; float: none; display: inline !important; white-space: pre-line; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">讀心術(shù) 研究人員在兩名脊髓損傷者的大腦中植入了微型電極陣列。他們將這些設(shè)備放置在邊緣上回（SMG）中，這是一個(gè)以前沒(méi)有在語(yǔ)音解碼腦機(jī)接口中探索過(guò)的大腦區(qū)域。 Marchesotti說(shuō)，找出大腦中植入腦機(jī)接口的最佳位置是解碼內(nèi)部語(yǔ)音的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。作者決定在先前研究的基礎(chǔ)上測(cè)量SMG中神經(jīng)元的活動(dòng)。先前的研究顯示，大腦的這一部分在次聲語(yǔ)音和判斷單詞是否押韻等任務(wù)中非?；钴S。 在參與者的左側(cè)SMG中植入微電極陣列兩周后，研究人員開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。他們用六個(gè)詞（戰(zhàn)場(chǎng)、牛仔、蟒蛇、勺子、游泳和電話）和兩個(gè)無(wú)意義的偽詞（nifzig和bindip）訓(xùn)練BCI?！斑@里的重點(diǎn)是看看意義是否是表征所必需的，”萬(wàn)德?tīng)柼卣f(shuō)。 在三天的時(shí)間里，該團(tuán)隊(duì)要求每個(gè)參與者想象說(shuō)出屏幕上顯示的單詞，并對(duì)每個(gè)單詞重復(fù)這一過(guò)程八次。然后，BCI將對(duì)參與者大腦活動(dòng)的測(cè)量結(jié)果與計(jì)算機(jī)模型相結(jié)合，以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)他們的內(nèi)部言語(yǔ)。 對(duì)于第一個(gè)參與者，BCI捕捉到了所有單詞的不同神經(jīng)信號(hào)，并能夠以79%的準(zhǔn)確率識(shí)別它們。但第二名參與者的解碼準(zhǔn)確率只有23%，他們對(duì)“勺子”和“游泳”表現(xiàn)出優(yōu)先表征，并且對(duì)每個(gè)單詞都唯一活躍的神經(jīng)元較少?！斑吘壣匣氐牟煌訁^(qū)域可能或多或少地參與了這一過(guò)程，”萬(wàn)德?tīng)柼卣f(shuō)。 荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)的計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家克里斯蒂安·赫夫認(rèn)為，這些結(jié)果可能凸顯了人們處理內(nèi)部言語(yǔ)的不同方式?！跋惹暗难芯勘砻?，在執(zhí)行想象的任務(wù)時(shí)有不同的能力，而且控制BCI的能力也不同，”Marchesotti補(bǔ)充道。 作者還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)參與者說(shuō)出單詞時(shí)，82–85%在內(nèi)部語(yǔ)音中活躍的神經(jīng)元也是活躍的。但是一些神經(jīng)元只在內(nèi)部講話時(shí)活躍，或者對(duì)特定的單詞有不同的反應(yīng)。 后續(xù)步驟 盡管這項(xiàng)研究代表了內(nèi)部語(yǔ)音解碼的重大進(jìn)展，但臨床應(yīng)用仍有很長(zhǎng)的路要走，許多問(wèn)題仍未得到解答。 赫夫說(shuō):“內(nèi)部語(yǔ)音的問(wèn)題是我們不知道發(fā)生了什么，也不知道它是如何被處理的?！崩纾芯咳藛T還無(wú)法確定大腦是通過(guò)語(yǔ)音（通過(guò)聲音）還是通過(guò)語(yǔ)義（通過(guò)意義）來(lái)表達(dá)內(nèi)部言語(yǔ)?！拔艺J(rèn)為我們需要更大的詞匯量，”赫夫說(shuō)。 Marchesotti還想知道這項(xiàng)技術(shù)是否可以推廣到失去說(shuō)話能力的人，因?yàn)閮擅芯繀⑴c者能夠說(shuō)話，并且大腦的說(shuō)話區(qū)域完好無(wú)損?！斑@是我認(rèn)為未來(lái)可以解決的問(wèn)題之一，”她說(shuō)。 該團(tuán)隊(duì)的下一步將是測(cè)試BCI是否能夠區(qū)分字母表中的字母?！拔覀兛赡軙?huì)有一個(gè)內(nèi)部語(yǔ)音拼寫器，這將真正幫助患者拼寫單詞，”萬(wàn)德?tīng)柼卣f(shuō)。https:///10.1038/d41586-024-01424-7參考 1.萬(wàn)德?tīng)柼?，S. K .等人。貝哈夫。https:///10.1038/s41562-024-01867-y（2024年）。 文章 谷歌學(xué)術(shù)