神奇大腦信號翻譯器 可將思想變語(yǔ)言

　　據美國媒體報道，近日，美國科學(xué)家發(fā)明了一種可以實(shí)時(shí)翻譯大腦信號的技術(shù)，置入大腦內部的裝置以無(wú)線(xiàn)的方式向外傳送大腦信號，外部的語(yǔ)言合成器可以實(shí)時(shí)接收大腦信號并將其翻譯成人類(lèi)語(yǔ)言。目前，基于這項技術(shù)的“大腦機器界面”已經(jīng)在一位閉鎖綜合癥患者身上取得實(shí)驗成功。

　　據科學(xué)家介紹，利用這項技術(shù)，“思想變語(yǔ)言”的過(guò)程僅僅需要50毫秒，這個(gè)時(shí)間量恰好與神經(jīng)正常的人用語(yǔ)言表達自己的思想時(shí)反應時(shí)間相同。這一研究成果首次成功地證明，可以在人類(lèi)大腦中置入無(wú)線(xiàn)裝置，通過(guò)大腦意識對外部的語(yǔ)音設備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。對于那些因為神經(jīng)受損而失去控制能力的人來(lái)說(shuō)，這項成果將是他們的福音。

　　該項研究由美國波士頓大學(xué)科學(xué)家弗蘭克-古恩特爾領(lǐng)導實(shí)施，波士頓大學(xué)感知與神經(jīng)系統系、健康與復原科學(xué)學(xué)院、哈佛-麻省理工學(xué)院衛生科學(xué)與技術(shù)部的科學(xué)家們共同參與了這項研究。這項研究成果將發(fā)表于美國《公共科學(xué)圖書(shū)館?綜合》雜志上。

　　古恩特爾介紹說(shuō)，“我們的研究成果表明，‘大腦機器界面’的用戶(hù)可以直接控制語(yǔ)言輸出，比使用相對較慢的打字過(guò)程要好得多。”

　　科學(xué)家們將這項技術(shù)應用于一位26歲的閉鎖綜合癥患者身上進(jìn)行實(shí)驗。該患者在16歲時(shí)曾經(jīng)有過(guò)一次腦干中風(fēng)，這次腦干中風(fēng)造成患者的運動(dòng)神經(jīng)元受到損傷。運動(dòng)神經(jīng)元主要是用于執行人體的行為和動(dòng)作。運動(dòng)神經(jīng)元受損意味著(zhù)患者可能會(huì )出現肢體麻痹、肌肉萎縮，甚至癱瘓等嚴重問(wèn)題。除了眼睛可以上下運動(dòng)外，這位患者已經(jīng)出現了全身麻痹癥狀。不過(guò)，他的意識是清醒的，這種情況就是所謂的“閉鎖綜合癥”，即意識清醒，但不能說(shuō)話(huà)、不能活動(dòng)。

　　五年前，科學(xué)家將一個(gè)電極置入患者的大腦內部，大約位于與語(yǔ)言相關(guān)的運動(dòng)前區皮層和運動(dòng)皮層之間。此后，神經(jīng)突開(kāi)始生長(cháng)至電極上。三四個(gè)月后，神經(jīng)突在電極上產(chǎn)生了信號。三年后，研究人員開(kāi)始測試“大腦機器界面”，準備合成語(yǔ)音產(chǎn)品。由于該系統是基于遙感技術(shù)的，因此不需要電線(xiàn)或傳感器連接到患者皮膚之內，這也排除了感染的風(fēng)險。

　　電極將神經(jīng)信號擴大并轉化為無(wú)線(xiàn)電信號。在患者的頭部貼有兩片薄片，這兩片薄片起到信號接收天線(xiàn)的作用。當大腦內的無(wú)線(xiàn)電信號向外發(fā)送時(shí)，頭皮上的接收天線(xiàn)就可實(shí)現及時(shí)接收并將這些信號傳送到電生理學(xué)記錄系統中。記錄系統將信號進(jìn)行數字化轉換并分類(lèi)。分類(lèi)后的數據被輸入一個(gè)神經(jīng)信號解碼器中進(jìn)行解碼。然后，解碼后的結果再輸入到語(yǔ)言合成器中。最后，由語(yǔ)言合成器生成人類(lèi)的語(yǔ)言。目前，科學(xué)家們僅僅是實(shí)驗了元音字母。整個(gè)過(guò)程平均花費時(shí)間僅為50毫秒。

　　盡管目前的研究成果只是合成了一小部分元音，但是研究人員認為隨著(zhù)該系統的逐步完善，不久的將來(lái)可能會(huì )實(shí)現連貫的語(yǔ)音產(chǎn)品。古恩特爾表示，“我們當前的計劃就是盡快研制一種新的語(yǔ)言合成器，合成更多的連貫語(yǔ)音。”