科学家首次使用脑机接口技术在指令下解码了内心语言——即人们脑海中的无声独白,准确率高达74%。通过记录严重瘫痪参与者的神经活动,研究团队发现,内心语言和尝试发声的大脑活动模式存在重叠,但内心语言的信号较弱。基于这些模式训练的人工智能模型能够从庞大的词汇库中解读想象的词语,并且一个基于密码的系统确保了只在需要时才进行解码。这一突破可能为无法说话的人带来更快、更自然的交流方式,随着技术的进步,未来甚至可能达到更高的准确率。该研究发表在《细胞》杂志上。
突破性解码
内心语言在指令下被解码,准确率高达74%。尝试发声和想象的语言在运动皮层中激活了重叠的区域。一个基于思维的密码可以锁定和解锁内心语言解码。研究团队想知道脑机接口是否也能解码内心语言。研究人员从植入四名因肌萎缩侧索硬化或脑干中风导致严重瘫痪的参与者运动皮层的微电极中记录了神经活动。研究人员要求参与者尝试发声或想象说出一些单词。
共享脑模式
他们发现,尝试发声和内心语言在大脑中激活了重叠的区域,并引发了相似的神经活动模式,但内心语言总体上显示出较弱的激活强度。利用内心语言数据,团队训练了人工智能模型来解读想象的单词。在一个概念验证演示中,脑机接口能够从一个多达125,000个单词的词汇库中解码想象的句子,准确率高达74%。脑机接口还能够捕捉到一些参与者未被指示说出的内容,比如当参与者被要求数屏幕上的粉红色圆圈时,系统捕捉到了数字。
隐私功能
研究团队还发现,虽然尝试发声和内心语言在运动皮层中产生相似的神经活动模式,但它们的差异足以被可靠地区分。研究人员可以利用这种区别来训练脑机接口完全忽略内心语言。对于希望使用内心语言作为更快或更容易交流方式的用户,研究团队还演示了一个密码控制机制,该机制将防止脑机接口解码内心语言,除非使用选定的关键词临时解锁。在他们的实验中,用户可以思考“chitty chitty bang bang”这个短语来开始内心语言解码。系统识别密码的准确率超过98%。
参考信息
“Inner speech in motor cortex and implications for speech neuroprostheses” by Erin Kunz et al. Cell