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記者專欄
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神經(jīng)假體解碼大腦活動(dòng)拼出句子

2022-11-10 08:00 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

  科技日?qǐng)?bào)北京11月9日電 (記者張夢(mèng)然)英國(guó)《自然·通訊》雜志8日?qǐng)?bào)告一項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)最新研究,美國(guó)加利福尼亞州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新設(shè)備,能夠在一名失語(yǔ)癱瘓患者無(wú)聲地嘗試拼讀出詞匯時(shí),解碼被試者的腦活動(dòng)構(gòu)成完整句子。這些發(fā)現(xiàn)凸顯出無(wú)聲控制的語(yǔ)言神經(jīng)假體通過(guò)基于拼讀的方法生成句子的潛力。

  神經(jīng)假體是一種替代缺失神經(jīng)系統(tǒng)功能的設(shè)備,有望為因癱瘓而無(wú)法說(shuō)話或打字的患者恢復(fù)交流能力。然而,人們尚不清楚無(wú)聲地嘗試說(shuō)話時(shí),是否可用神經(jīng)假體去控制交流。

  此前研究表明,一名失語(yǔ)癱瘓患者的假體系統(tǒng)可以解碼多達(dá)50個(gè)詞?茖W(xué)家將一個(gè)由電極組成的神經(jīng)假體植入一名已癱瘓十余年的40歲男性志愿者的大腦表層,覆蓋住控制語(yǔ)言的區(qū)域,然后通過(guò)電腦分析他在嘗試說(shuō)一些常用詞時(shí)的腦電波模式,借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法最終分辨出了50個(gè)單詞。然而,這一系統(tǒng)受限于特定詞匯表,參與者必須嘗試大聲說(shuō)出這些詞,而由于癱瘓,這需要參與者付出極大的努力。

  此次,同一研究團(tuán)隊(duì)新設(shè)計(jì)了一個(gè)神經(jīng)假體,可以將腦活動(dòng)轉(zhuǎn)譯為單個(gè)字母,實(shí)時(shí)拼出完整句子,團(tuán)隊(duì)展示了在一名患者身上的應(yīng)用,這位患者由于聲帶和肢體嚴(yán)重癱瘓而交流受限。團(tuán)隊(duì)通過(guò)解碼與音標(biāo)相關(guān)的腦活動(dòng),將此前方法拓展出了更大的詞匯量。

  在測(cè)試中,參與者嘗試無(wú)聲地說(shuō)出每個(gè)字母發(fā)音時(shí),這一設(shè)備能夠解碼參與者的腦活動(dòng),從一個(gè)1152詞的詞匯表里,以每分鐘29.4個(gè)字符的速度生成句子,平均字符錯(cuò)誤率是6.13%。在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這一方法可推廣至含有超過(guò)9000詞的詞匯表中,平均錯(cuò)誤率為8.23%。

  這些結(jié)果表明,基于拼讀方法、利用語(yǔ)音編碼詞匯生成句子的無(wú)聲控制語(yǔ)言神經(jīng)假體具有相當(dāng)潛力,但還需進(jìn)一步工作表明該方法是否能在更多患者中重復(fù)。

  總編輯圈點(diǎn)

  肢體嚴(yán)重癱瘓的痛苦既包括行動(dòng)受限,也包括交流受限。面臨同等痛苦的,還有聲帶嚴(yán)重受損的患者。但理論上講,一個(gè)人只要大腦神經(jīng)活動(dòng)還在,科學(xué)家們就有可能恢復(fù)其交流能力。在本文中,神經(jīng)假體已初步實(shí)現(xiàn)了這一功能:患者無(wú)聲地嘗試說(shuō)話,假體幫助“翻譯”成句子。這無(wú)疑是那些深陷孤獨(dú)深淵的患者們改善生活質(zhì)量的巨大希望,所有人都期待著,它能在更多患者中達(dá)到同樣或更好的效果。

(責(zé)任編輯:歐云海)

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2022-11-10 08:00 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
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