三个研究小组在“破译”大脑语言密码上取得了一定进展

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#111723#对于很多没法收回声响的人来讲，他们想说的话会通过某种信号暗藏在大脑中。
人类没法直接破译这些信号。然而，近来有三个研讨小组在“破译”这类大脑言语暗码上获得了必定停顿。
Science杂志最新报导了哥伦比亚大学（Columbia University）、德国不莱梅大学（Bremen）和加州大学旧金山分校的三个研讨小组的相干研讨：通过手术，他们在大脑上放置电极，收集电极发生的数据，再将其通过盘算机酿成语音信息；接着通过神经收集模子，他们重修了在某些情形下，能够被人类听众所懂得的单词和语句。

通过盘算机让得到言语才能的人表白本人并不常见，物理学家斯蒂芬·霍金活着时，就会通过拉紧他的面颊肌肉，以触发装置在眼镜上的开关。对于阅历中风或其余疾病得到谈话才能的人，他们能够应用他们的眼睛或做出其余小幅举措用来把持光标或抉择屏幕上的字母。

然而，假如脑机接口直接重塑语音，如许的患者可能会从新取得更多已经损失的才能：比方，把持声调变更，或许参与一个疾速的对话。
研讨该成绩的途径艰苦重重。哥伦比亚大学（Columbia University）盘算机迷信家Nima Mesgarani说：“咱们正试图找出在差别时光点翻开与封闭神经元的形式，并由此揣摸语音内容。”“神经元间的映照并不浅易直白。”这些信号怎样转换为语音声响因人而异，因而模子必需针对每团体停止奇特“练习”。
这些模子将在十分准确的数据上表示最好——而收集这些精准的数据须要翻开咱们的头盖骨。
研讨职员只能在少少数情形下才会停止此类伤害性记载：一种情形是在移除脑肿瘤时期，裸露在外的大脑发生的电读数可能辅助外科大夫定位以避开要害的语音及活动区；另一种情形是在手术前为癫痫患者植入电极并坚持数天以肯定癫痫发生原因。
瑞士日内瓦大学神经工程师Stephanie Martin表现说，“咱们最多只有20分钟，最多30分钟来搜集数据——真的十分十分受限。”
新论文背地的研讨组只管最大化应用数据、将信息供给给神经收集；神经收集通过将信息通报到盘算“节点”层来处置庞杂的行动形式。收集通过调剂节点之间的衔接来进修。本试验则应用人类发生或听到的语音以及与此同时大脑运动的数据来练习神经收集。
Mesgarani的团队的研讨应用了五名癫痫患者的数据。
跟着病人们听到故事灌音以及0至9数字灌音，他们的神经收集同步剖析其听觉皮层（该皮层在语音和听力进程中都很活泼）运动。随后盘算机仅依据神经数据来从新天生数字。有一组听众会在盘算机“说出”数字同时对其停止评价；其准确度大概为75%。
?声响听起来有些恐怖，
然而细心听仍能够识别出数字
基于人类听到口述数字时脑运动记载的电脑重修
由德国不莱梅大学（Bremen）盘算机迷信家Tanja Schultz引导的另一个团队应用了六名接收脑肿瘤手术的人的数据。
他们让被测试者朗诵单音单词，用麦克风捕获他们的声响。同时，大脑的语音计划区和活动区发生的电极会被记载上去（这些电极向声道发送死令以明白地表白单词）。
当初正与马斯特里赫特大学（Maastricht）配合的盘算机迷信家Miguel Angrick和Christian Herff练习了一个将电极读数映照到灌音而后从之前看不见的大脑数据中重修单词神经收集。依据一项盘算机评分体系，大概40％的盘算机天生单词是能够懂得的。
最后，加州大学旧金山分校的神经外科大夫Edward Chang和他的团队依据由三名癫痫患者高声朗诵语音引发的、从言语及活动地区捕捉的大脑运动，重修了全部句子。
在线上测试中，有166人听懂了此中一个句子，并从10项笔墨选项中停止抉择。超越80％的情形下模子都可能准确辨认句子。研讨职员还进一步改良了模子：他们应用它依据人类的唇语来从新创立句子。Herff说，这是一项主要的成果——“离咱们全部人都假想到的‘言语修复’更近了一步。”
但是，“咱们真正想晓得的是当患者不能谈话时，（这些方式）将可能怎样起感化”，加州圣地亚哥州立大学研讨言语天生的神经迷信家Stephanie Riès说。
一团体冷静谈话或在本人脑入耳到本人声响时的信号，与真正谈话或听到某些内容时发生的信号并不是完整雷同的。假如没有外部声响来婚配大脑运动，盘算机乃至可能连理清外部语音开端与停止地位这类义务都很难实现。
奥尔巴尼纽约州卫生部国度自顺应神经技巧核心的神经工程师Gerwin Schalk说，解码大脑中的报告将须要“迷信大跃进”：“基本不明白怎样做到这一点。”
Herff说，有一种可能的方式，是向大脑-盘算机交互界面的用户供给反应：假如他们可能及时听到盘算机的语音说明，他们可能可能即时调剂他们的主意以取得幻想成果。
通过对用户和神经收集的充足练习，大脑和盘算机可能终究能告竣分歧。
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