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北京,3月30日(科学日报)——根据30日发表在英国杂志《自然神经科学》上的关于脑-机接口的最新研究,美国科学家报道了一种机器翻译算法,该算法能够高精度地解码神经活动并将其翻译成句子。通过这种算法,当人类思考时,大脑皮层的神经元会产生微小的电流,不同的思维活动会激活不同的神经元——这是脑-机接口技术所依赖的原理。然而,脑-机接口在解码神经活动方面只取得了有限的成功,而且它的准确性仍然远远低于解码自然语音——在过去,脑-机接口只能解码口头单词的片段或口头短语中不到40%的单词。

脑-机接口技术催生“脑活动翻译器”

这一次,旧金山加利福尼亚大学的科学家约瑟芬·马尔金和他的同事评估了机器翻译领域的最新发展,并使用这些方法来训练循环神经网络,将神经信号直接映射到句子中。

在这项研究中,所有四名受试者的头颅中都植入了电极来监测癫痫。当他们大声朗读句子时,电极会记录他们的神经活动。然后将这些记录添加到循环神经网络中,以表示可能与语音的重复特征(例如,元音、辅音或发声器官接收到的指令)相关的规则出现的神经特征。然后,另一个循环神经网络逐字解码该算法以形成句子。作者还发现,明显参与语音解码的大脑区域也参与了语音生成和语音感知。

脑-机接口技术催生“脑活动翻译器”

这种机器翻译方法将受试者的神经活动解码成一个口语句子,其错误率相当于专业语音转录。此外,如果循环网络由一个人的神经活动和语音预先训练,然后在另一个对象上训练,最终的解码结果得到改善,这意味着该方法可以在不同的人之间转移。

研究人员表示,需要进一步的研究来更全面地改善系统的功能,并将解码范围扩展到研究所限定的语言之外。

总编辑圈

阅读完这项研究后,首先想到的是科幻小说中的三体。立体的人无法隐藏自己内心的想法,说什么是什么,思维透明、直。如果有这样一个依赖脑电图通讯的社会,它会更有效率和理性,还是会变得一团糟?当然,在不久的将来,对神经活动进行解码并将它们高精度地翻译成人类可理解的语言的机器可以帮助那些由于各种原因而不能说话的人重新与世界联系起来,这是一个巨大的进步。只有这种“翻译”的效率和可以处理的语言的复杂性可能需要相当长的时间才能达到可用的水平。(记者张)

脑-机接口技术催生“脑活动翻译器”

责任:吉爱玲

来源:卢萨社中文网

标题:脑-机接口技术催生“脑活动翻译器”

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