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    神經假體解碼大腦活動拼出句子

    來源:科技日報   發布時間:2022-11-11 09:18:36

      英國《自然·通訊》雜志8日報告一項神經科學最新研究,美國加利福尼亞州立大學團隊開發了一種新設備,能夠在一名失語癱瘓患者無聲地嘗試拼讀出詞匯時,解碼被試者的腦活動構成完整句子。這些發現凸顯出無聲控制的語言神經假體通過基于拼讀的方法生成句子的潛力。神經假體是一種替代缺失神經系統功能的設備,有望為因癱瘓而無法說話或打字的患者恢復交流能力。然而,人們尚不清楚無聲地嘗試說話時,是否可用神經假體去控制交流。

      此前研究表明,一名失語癱瘓患者的假體系統可以解碼多達50個詞??茖W家將一個由電極組成的神經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,覆蓋住控制語言的區域,然后通過電腦分析他在嘗試說一些常用詞時的腦電波模式,借助機器學習算法最終分辨出了50個單詞。然而,這一系統受限于特定詞匯表,參與者必須嘗試大聲說出這些詞,而由于癱瘓,這需要參與者付出極大的努力。

      此次,同一研究團隊新設計了一個神經假體,可以將腦活動轉譯為單個字母,實時拼出完整句子,團隊展示了在一名患者身上的應用,這位患者由于聲帶和肢體嚴重癱瘓而交流受限。團隊通過解碼與音標相關的腦活動,將此前方法拓展出了更大的詞匯量。

      在測試中,參與者嘗試無聲地說出每個字母發音時,這一設備能夠解碼參與者的腦活動,從一個1152詞的詞匯表里,以每分鐘29.4個字符的速度生成句子,平均字符錯誤率是6.13%。在進一步實驗中,團隊發現這一方法可推廣至含有超過9000詞的詞匯表中,平均錯誤率為8.23%。

      這些結果表明,基于拼讀方法、利用語音編碼詞匯生成句子的無聲控制語言神經假體具有相當潛力,但還需進一步工作表明該方法是否能在更多患者中重復。

      總編輯圈點

      肢體嚴重癱瘓的痛苦既包括行動受限,也包括交流受限。面臨同等痛苦的,還有聲帶嚴重受損的患者。但理論上講,一個人只要大腦神經活動還在,科學家們就有可能恢復其交流能力。在本文中,神經假體已初步實現了這一功能:患者無聲地嘗試說話,假體幫助“翻譯”成句子。這無疑是那些深陷孤獨深淵的患者們改善生活質量的巨大希望,所有人都期待著,它能在更多患者中達到同樣或更好的效果。(張夢然)

    責任編輯:邢敏

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