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研究人员利用脑机接口尝试解码内心独白

  新华社北京8月18日电  一个研究团队日前在《细胞》杂志发表论文说,他们借助脑机接口技术,在实验中成功锁定与内心独白(人脑中无声的言语)相关的脑电活动,并能以最高74%的准确率按需将其解码。

  此前的研究表明,脑机接口能解读瘫痪患者的说话尝试。当使用者试图调动发声相关肌肉、真正尝试开口时,即便发出的声音含糊不清,脑机接口也能读取相应的脑电活动,并把其想表达的内容以打字形式输出。不过,对于肌肉控制能力有限的人来说,尝试开口仍然费力又缓慢。

  美国斯坦福大学等机构的研究人员尝试进一步开拓脑机接口的能力,直接解码内心独白。研究团队把微电极植入负责言语产生的脑区即运动皮层,并用它记录了4名重度瘫痪患者的神经活动。实验中,研究人员引导受试者尝试说出和内心想象一组特定词汇。结果显示,尝试发声与内心独白激活的脑区高度重合,神经活动模式也相似,但内心独白的整体激活强度较弱。

  据团队介绍,他们训练了人工智能模型来识别内心独白的内容。在一次概念验证实验中,脑机接口从多达12.5万个单词的词库中解码受试者内心独白的句子,准确率最高可达74%。此外,脑机接口还能捕捉到受试者自发的内心独白——例如当屏幕上出现粉色圆圈时,受试者心里默数,系统也能识别出这些数字。

  研究团队还发现,尽管尝试发声与内心独白在运动皮层产生的神经活动模式非常相似,但两者仍有足够差异,可以被可靠地区分开来。

  在使用脑机接口过程中,很多时候用户并不希望自己的内心独白完全被解读出来。研究人员表示,可以借助这一差异来训练脑机接口完全忽略内心独白,也可使用密码控制,用特定关键词临时解锁脑机接口读取内心独白这一功能。这为希望利用内心独白实现更快捷交流的用户提供了便利。

  研究人员坦言,目前的脑机接口系统还无法在避免大量错误的前提下,解码自发的内心独白,但若未来配备更多传感器、算法更先进的设备,则这一目标有望实现。

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