新技術解讀大腦信號 啞巴靠意念說話

一名中風後癱瘓了十幾年的男子，借助一個新發明的植入式設備，能夠與人進行簡單的溝通，每分鐘大約可以表述18個單詞。

參與這項實驗的男子在十幾年前發生中風後，四肢癱瘓，也喪失了控制和語言功能相關的肌肉的能力而變成啞巴。自那之後，他使用一套系統，通過頭部的動作選擇屏幕上的字母與他人溝通。通過這種方法，每分鐘他平均可以表述5個單詞。

加利福尼亞大學（University of California）的神經外科醫生愛德華·常（Edward Chang）邀請他試用新發明的一種植入式設備，檢驗這個設備是否可以從他的腦電波解讀出他要表達的意思。

愛德華·常移除了這名男子的一小塊頭骨，把一塊電極貼在腦部與控制語言相關的區域——感知運動皮層（sensorimotor cortex）上。這個電極設備看起來像一張不到信用卡那麼大的薄片。

之後使用一個人工智能系統，先進行解讀腦電波信號和表述意思之間匹配的練習。具體的做法是，研究人員確定一套常用的單詞集合，只有50個字，反覆在屏幕上逐個展示。每次讓男子跟著他們的指令，嘗試想像自己開口表述這個單詞。與此同時訓練人工智能系統不斷地尋找腦電波信號與表述的單詞之間的匹配規律。

訓練完成後，研究人員設計幾個由來自這50個單詞集合中幾個詞彙組成的簡單的句子，讓該男子想像自己開口表述這個句子，比如「請把我的眼鏡遞過來」，讓人工智能系統從腦電波信號解讀。

結果顯示，系統解讀得到的句子內單詞的錯誤率只有25%。

瑞士日內瓦大學（University of Geneva）的神經科學家吉羅（Anne-Lise Giraud）認為這個結果很驚人。她說，失去語言功能十多年後，大腦的結構很可能已經起了變化，語言功能區域不一定能夠產生語言的信號。而這個實驗展示，這個區域仍然保持著組織這些信號的能力，這個結果出乎意料。

研究報告說，通過這種方式，該男子每分鐘大約可以表述18個單詞。

另一位同行聖地牙哥州立大學的神經科學家裏斯-科爾努（Stephanie Ries-Cornou）說，使用這套系統比通過頭部動作進行表述的速度提高了很多。但是，正常人說英文每分鐘大約可表述120～180個單詞，所以這個技術仍有很大的改善空間。

記錄這項實驗的報告7月15日發表於《新英格蘭醫學雜誌》（The New England Journal of Medicine）。#

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