加州大学戴维斯分校健康中心的研究人员 发达 一种新型脑机接口 (BCI),可帮助患有严重语言障碍的人(如肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 患者)重新开口说话。这种尖端技术可将脑信号以惊人的准确率(高达 97%)转换成语音。
ALS 又称卢格里格氏症,是一种严重的疾病,会攻击大脑和脊髓中的神经细胞。这会导致肌肉失去控制,难以移动、说话,最终导致呼吸困难。对于 ALS 患者来说,失去沟通能力是这种疾病最难的部分之一。
新的 BCI 如何工作?
加州大学戴维斯分校开发的新型 BCI 通过读取与语音相关的脑信号来工作。其工作原理如下:
- 脑信号读取:当人们试图说话时,BCI 会捕捉到大脑产生的电活动。
- 信号翻译:然后这些信号由计算机转换成文本。
- 文本转语音:通过计算机大声朗读文本,方便人们进行交流。
新的脑机接口 (BCI) 使用 人工智能 (AI)帮助患有严重言语障碍的人进行交流。AI 解释大脑信号并将其翻译成文本,然后几乎立即转换成口语。该声音是使用人工智能(AI)生成的,该人工智能在患上 ALS 之前接受了现有录音的训练。BCI 还使用 机器学习 通过学习用户的大脑活动来不断提高其准确性。
案例研究:凯西·哈雷尔
首批使用这种新型 BCI 的人之一是 45 岁的 ALS 患者 Casey Harrell。在使用这项技术之前,Harrell 的讲话很难听懂,需要别人帮助他交流。
2023 年 7 月,哈雷尔将 BCI 设备植入大脑。该设备有四个微小的电极阵列,位于大脑控制语言的部分。这些电极记录大脑的信号并帮助将其转化为文字。
Harrell 的成果令人惊叹。在最初的训练中,BCI 以 50 个单词的小集合实现了 99.6% 的准确率。后来,该系统以 125,000 个单词的大得多的词汇量进行测试,准确率仍达到 90.2%。这一准确率高于许多旨在理解口语的智能手机应用程序。
对于 Harrell 来说,能够再次与人交流改变了他的生活。他现在可以更有效地与家人和朋友交谈,并用在 ALS 影响他的言语之前的声音表达自己。这给他带来了很多快乐和解脱。
哈雷尔说:“这项技术正在帮助人们重新融入生活和社会。”
期待
BCI 技术仍在测试和改进中。目标是让更多因 ALS、脊髓损伤或中风等疾病而失去说话能力的人能够使用它。
加州大学戴维斯分校的团队正在努力让 BCI 变得更快、更准确、更易于使用。他们希望这项技术能够继续帮助人们沟通并改善他们的生活质量。
总而言之,这种新型 BCI 代表着一项重大突破,可帮助严重言语障碍患者恢复沟通能力,并让他们与周围的世界重新建立联系。
特色图片来源: 加州大学戴维斯分校健康中心/YouTube