能够将思想转化为言语的脑植入物非同小可

能够将思想转化为言语的脑植入物

与研究者加州大学旧金山分校 开发该转换大脑活动合成可听的话音一“神经解码器”。他们在自然杂志上发表了他们的研究。

目前的技术，例如已故宇宙学家史蒂芬霍金使用的技术，涉及使用眼睛或面部肌肉运动进行逐字拼写的辅助装置那些产生高错误率并且很慢，通常每分钟大约10个字。自然语音平均每分钟约150个单词，尽管大多数人都知道说话速度更快或更慢的人。

USCF技术是一个两阶段的方法。他们开始收集五年志愿者的高分辨率大脑活动数据。所有这些志愿者都具有正常的言语功能，但是他们的脑中直接植入了电极，因为他们正在接受癫痫治疗的监测。电极用于跟踪大脑语音相关区域的大脑活动，同时患者大声朗读。

然后研究人员开发了一个两阶段的过程来创造这些词。第一步是构建解码器来解释记录的大脑活动模式。这些被分析为与言语相关的运动的一组指令，包括嘴唇，舌头，下颚和喉。然后他们设计了一个合成器，用于翻译虚拟动作以产生语音。

这项研究的联合主要作者Gopala Anumanchipalli告诉史密森尼杂志，那些将从这项技术中受益的患者，例如ALS患者，“这些患者的大脑是完整的，但是神经元 - 通向你手臂的通路，或你的嘴巴，或你的腿 - 被打破。这些人具有很高的认知功能和能力，但他们无法完成日常任务，如搬家或说什么。我们基本上绕过了被打破的道路。“

该系统运作良好。听众在大约30％的合成语音中遇到问题。例子包括当计算机说“啮齿动物”时听到“兔子”。还有一些误解 与不常见的词，例如，“在第十二天的黄昏，我们将有夏布利”和“这个跷跷板安全吗？”这些被选中因为它们包括所有英语语音。

听众完全转录43％的句子，25个单词的词汇，21％的单词完全用50个单词的词汇表。总体而言，大约70％被正确转录。

加州大学旧金山分校神经外科学和研究负责人Edward Chang表示，下一步将是提高音频质量，使其更加自然和易懂。他还指出，声道的运动在人与人之间是相似的，这应该意味着可以创建一个“通用”解码器。“以一个人的声音为模型的人工声道可以用来合成来自另一个人大脑活动的语音，”Chang告诉IEEE Spectrum。

该技术距离临床实践还有很长的路要走。一个原因很简单 - 它目前需要将电极直接插入大脑。卡内基梅隆大学的神经科学家马塞尔·贾斯特告诉STAT，“这是一个限制因素。” 他目前正致力于研究思维的非侵入性方法。

研究人员采取的另一个步骤是让参与者默默地模仿句子而不是大声读出它们。综合复制的句子并不准确，但语音和非发声语音之间的相关性有很多含义。

该项研究的联合主要作者，加州大学旧金山分校生物工程研究生Josh Chartier表示，“发现我们仍然可以从一个根本不产生音频的行为中产生音频信号，这真是太了不起了。”

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