每經(jīng)編輯｜杜宇    

只需在腦海中想象說(shuō)話(huà)，就能進(jìn)行交流？科學(xué)家在腦機(jī)接口領(lǐng)域取得一項(xiàng)重要突破，他們首次識(shí)別并解碼了與“內(nèi)心言語(yǔ)”——人們腦海中的無(wú)聲獨(dú)白相關(guān)的大腦活動(dòng)，解碼準(zhǔn)確率高達(dá)74%。這項(xiàng)由美國(guó)斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的開(kāi)創(chuàng)性研究14日發(fā)表在《細(xì)胞》期刊上，為幫助嚴(yán)重言語(yǔ)障礙患者重建自然交流能力開(kāi)辟了全新路徑。

據(jù)科技日?qǐng)?bào)8月15日?qǐng)?bào)道，長(zhǎng)期以來(lái)，腦機(jī)接口被視為連接大腦與外部世界的橋梁。此前的技術(shù)主要依賴(lài)解碼用戶(hù)嘗試發(fā)聲時(shí)產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，或?qū)⒀矍蜻\(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為文字。但前者對(duì)肌肉控制要求高，過(guò)程讓人疲憊，而后者的轉(zhuǎn)化速度緩慢。為了追求更高效、更輕松的溝通方式，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了“內(nèi)心言語(yǔ)”，即無(wú)需任何肌肉參與、僅在腦海中進(jìn)行的默想說(shuō)話(huà)。

試驗(yàn)參與者正在使用新設(shè)備。上面的文字是提示句子，下面的文字是實(shí)時(shí)解碼參與者想說(shuō)出的語(yǔ)句。（圖片來(lái)源：美國(guó)斯坦福大學(xué)）

研究團(tuán)隊(duì)為因肌萎縮側(cè)索硬化癥或腦干中風(fēng)而導(dǎo)致嚴(yán)重癱瘓的參與者植入了大腦運(yùn)動(dòng)皮層（負(fù)責(zé)語(yǔ)言的區(qū)域）微電極。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，嘗試說(shuō)話(huà)和想象說(shuō)話(huà)會(huì)激活大腦中重疊的區(qū)域，并產(chǎn)生相似的神經(jīng)活動(dòng)模式，但“內(nèi)心言語(yǔ)”的信號(hào)強(qiáng)度通常較弱。基于這一發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)利用采集到的“內(nèi)心言語(yǔ)”數(shù)據(jù)訓(xùn)練人工智能模型。在概念驗(yàn)證中，該腦機(jī)接口系統(tǒng)能從包含多達(dá)12.5萬(wàn)個(gè)單詞的龐大詞匯庫(kù)中解碼想象中的句子，準(zhǔn)確率達(dá)74%，甚至能捕捉到用戶(hù)為完成計(jì)算任務(wù)而在心中默念的數(shù)字。

同時(shí)，對(duì)于希望實(shí)現(xiàn)更快或更輕松的通信方法的用戶(hù)，該團(tuán)隊(duì)還演示了一種密碼控制機(jī)制，這使得系統(tǒng)可以被訓(xùn)練為暫時(shí)忽略“內(nèi)心言語(yǔ)”，轉(zhuǎn)為關(guān)鍵詞密碼解鎖模式——用戶(hù)只需在腦中默念特定短語(yǔ)，系統(tǒng)便能以超過(guò)98%的準(zhǔn)確率識(shí)別并啟動(dòng)解碼功能。

盡管目前該技術(shù)尚無(wú)法完美處理“內(nèi)心言語(yǔ)”，但研究團(tuán)隊(duì)相信，隨著傳感器和算法的進(jìn)步，未來(lái)更先進(jìn)的設(shè)備有望實(shí)現(xiàn)如日常對(duì)話(huà)般流暢的意念交流，這項(xiàng)工作將真正為恢復(fù)自然、舒適的溝通帶來(lái)希望。

圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)

據(jù)央視新聞，腦機(jī)接口，就是在大腦與外部設(shè)備之間建立直接連接的通路。大腦在思維活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生腦電波，腦機(jī)接口則通過(guò)識(shí)別腦電波特征直接讀取大腦意圖，將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)指令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器或外部環(huán)境之間的交互聯(lián)通，創(chuàng)造讓癱瘓者行走、讓失語(yǔ)者“說(shuō)話(huà)”、讓盲人“復(fù)明”等奇跡。

腦機(jī)接口技術(shù)主要分為非侵入式和侵入式兩類(lèi)，其中，非侵入式腦機(jī)接口是在頭皮表面使用電極、傳感器等設(shè)備，獲取大腦活動(dòng)信息。雖然獲取信號(hào)的質(zhì)量水平相對(duì)較低，但具有易操作、安全性高等特點(diǎn)。此次國(guó)家醫(yī)保局立項(xiàng)指南新增非侵入式腦機(jī)接口適配費(fèi)項(xiàng)目，就是為臨床使用此類(lèi)技術(shù)時(shí)，需要不斷調(diào)試設(shè)備的服務(wù)項(xiàng)目而設(shè)。

專(zhuān)家介紹，大腦有800億到1000億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元又與上萬(wàn)個(gè)其他神經(jīng)元連接，我們對(duì)大腦的認(rèn)知還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。現(xiàn)在最頂尖的電生理技術(shù)一次也只能記錄1000個(gè)神經(jīng)元，大規(guī)模記錄和準(zhǔn)確解碼編碼任重道遠(yuǎn)。另外，侵入式腦機(jī)接口對(duì)大腦的損傷不容忽視。植入電極需要開(kāi)顱手術(shù)，電極在腦中時(shí)間長(zhǎng)了有感染風(fēng)險(xiǎn)。為保障患者安全，腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)列入醫(yī)療技術(shù)清單。

近來(lái)，全球頭部腦機(jī)接口公司間的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)似乎有加速跡象。

據(jù)證券時(shí)報(bào)，根據(jù)Precedence Statistics的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，2023年全球腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模約為23.5億美元，至2033年將提升至108.9億美元，對(duì)應(yīng)2023年~2033年復(fù)合增速為17%。而國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模目前僅為10億元左右，預(yù)計(jì)2040年將超過(guò)1200億元，對(duì)應(yīng)2024年~2040年復(fù)合增速為26%。

7月初，Neuralink創(chuàng)始人埃隆·馬斯克召開(kāi)了一場(chǎng)發(fā)布會(huì)，對(duì)外公布公司腦機(jī)接口技術(shù)新的未來(lái)三年規(guī)劃，其中提到將“在2028年實(shí)現(xiàn)全腦接口”目標(biāo)，同時(shí)逐漸將電極通道數(shù)從當(dāng)前的數(shù)千級(jí)提升至數(shù)萬(wàn)級(jí)。

每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合央視新聞、科技日?qǐng)?bào)、證券時(shí)報(bào)

封面圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)