新型脑机接口:科学家让瘫痪失语患者重新“说话”

TechRanger 8月 02, 2021 2.3w 浏览 0

近期，来自美国加利福尼亚大学旧金山分校的科学家开发出一套新型脑机接口系统，将瘫痪失语患者的脑电波“翻译”成语句，显示在电脑屏幕上，研究结果发表在《The New England Journal of Medicine》杂志，标题为“Neuroprosthesis for Decoding Speech in a Paralyzed Person with Anarthria”。　　

参与研究的是一名男性患者，他在15年前因脑干中风导致大面积瘫痪并失语，但其大脑认知功能并未受损。研究人员将一个电极阵列植入该患者大脑控制语言的区域，再通过计算机算法分析他想说话时的大脑神经活动。分析过程主要用到两种模型，一是用深度学习算法建立的计算模型，用来从记录的大脑皮质活动中检测和分类单词；二是自然语言模型，该模型能根据序列中的前一个单词推算生成下一个单词的概率，从而在患者试图说出单词的时候解码完整的句子。随后，大脑神经活动的分析结果被转换成文字显示在电脑屏幕上。结果显示，该方法解码单词的速度是每分钟15.2个单词，平均单词错误率为25.6%。在后期分析中，研究人员检测到了受试患者试图生成的98%的单词，在为期81周的研究期间，利用稳定的皮质信号分类单词的准确率达到了47.1%。　　

总之，该研究报道了使用计算机深度学习模型和自然语言学习模型，分析瘫痪失语患者大脑皮质层活动并解码其语言，使患者重新恢复了交流能力，为因病失语的患者重新与世界沟通带来了新的希望。

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