神经科学新研究：解码大脑活动拼出句子

微言网编辑部

来源：科技日报
英国《自然·通讯》杂志8日报告一项神经科学最新研究，美国加利福尼亚州立大学团队开发了一种新设备，能够在一名失语瘫痪患者无声地尝试拼读出词汇时，解码被试者的脑活动构成完整句子。这些发现凸显出无声控制的语言神经假体通过基于拼读的方法生成句子的潜力。
神经假体是一种替代缺失神经系统功能的设备，有望为因瘫痪而无法说话或打字的患者恢复交流能力。然而，人们尚不清楚无声地尝试说话时，是否可用神经假体去控制交流。
此前研究表明，一名失语瘫痪患者的假体系统可以解码多达50个词。科学家将一个由电极组成的神经假体植入一名已瘫痪十余年的40岁男性志愿者的大脑表层，覆盖住控制语言的区域，然后通过电脑分析他在尝试说一些常用词时的脑电波模式，借助机器学习算法最终分辨出了50个单词。然而，这一系统受限于特定词汇表，参与者必须尝试大声说出这些词，而由于瘫痪，这需要参与者付出极大的努力。
此次，同一研究团队新设计了一个神经假体，可以将脑活动转译为单个字母，实时拼出完整句子，团队展示了在一名患者身上的应用，这位患者由于声带和肢体严重瘫痪而交流受限。团队通过解码与音标相关的脑活动，将此前方法拓展出了更大的词汇量。
在测试中，参与者尝试无声地说出每个字母发音时，这一设备能够解码参与者的脑活动，从一个1152词的词汇表里，以每分钟29.4个字符的速度生成句子，平均字符错误率是6.13%。在进一步实验中，团队发现这一方法可推广至含有超过9000词的词汇表中，平均错误率为8.23%。
这些结果表明，基于拼读方法、利用语音编码词汇生成句子的无声控制语言神经假体具有相当潜力，但还需进一步工作表明该方法是否能在更多患者中重复。
肢体严重瘫痪的痛苦既包括行动受限，也包括交流受限。面临同等痛苦的，还有声带严重受损的患者。但理论上讲，一个人只要大脑神经活动还在，科学家们就有可能恢复其交流能力。在本文中，神经假体已初步实现了这一功能：患者无声地尝试说话，假体帮助“翻译”成句子。这无疑是那些深陷孤独深渊的患者们改善生活质量的巨大希望，所有人都期待着，它能在更多患者中达到同样或更好的效果。