一种新的人工智能大脑植入物让瘫痪男子重新开口说话

一种新的人工智能大脑植入物让瘫痪男子重新开口说话

2003 年,一名当时 20 岁的男子在一次车祸后突发严重中风。这让他瘫痪了,只能进行眼部运动,头部也只能进行极小的运动。声道肌肉瘫痪也意味着他再也无法说话。

十八年后,科学家宣布,通过植入电极阵列和人工智能的帮助,这名男子恢复了部分说话能力。

在长达三个小时的手术中,科学家打开了这名男子的头骨,在他的感觉运动皮层上放置了 128 个电极阵列,感觉运动皮层包含与语音处理有关的神经区域。在缝合之前,他们将这些电极连接到从参与者头部延伸出来的端口,并通过可拆卸电缆将这些电极信号发送到计算机。

图示显示了 eCOG 电极在参与者言语运动皮层上的位置以及用于将电极连接到计算机的头部阶段。Ken Probst,加州大学旧金山分校

《纽约时报》报道,当这名绰号为潘乔的男子想到单词时,大脑的通讯中心就会激活,电极会检测到这些信号。在 81 周的 50 个疗程中,潘乔在连接到人工智能界面的同时浏览了常用单词列表。科学家训练了这个深度学习模型,让它习惯潘乔的神经模式,并将其与他想要说的单词相匹配。通过这个系统,潘乔能够进行不仅仅是“是”和“否”的交流。他能够说“他们要出去了”和“请把我的眼镜拿来”这样的话。

但该算法并不完美,有时在发音相似的单词上会出现问题。像“你好,你好吗?”这样的句子会变成“饿了,你好吗?”因此,研究团队创建了第二个人工智能,一个可以模拟自然语言的人工智能。这种人工智能会考虑语法等因素,根据语言规则以及某些单词跟在其他单词后面的可能性来预测和解码句子。总的来说,这些模型可以成功解码潘乔 75% 的单词。这一前所未有的科学壮举发表在《新英格兰医学杂志》

研究开始时,潘乔已经十多年没有说话了。经过这么长时间的停用,研究人员不确定他的大脑是否还保留着说话的机制和回路。

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加州大学旧金山分校神经外科主任兼首席研究员 Edward Chang 告诉NPR :“我们不知道大脑中的语音指令在 15 年后是否仍然有效。即使我们可以恢复那些休眠的大脑语音信号,我们真的能把它们翻译成完整的单词吗?”  

幸运的是,潘乔的语音回路完好无损。诚然,他目前只能以每分钟 15 到 18 个单词的速度说话(远低于典型对话语音每分钟 125 到 150 个单词的速度),但该团队乐观地认为他们可以改进系统,使其更快、更准确,并最终实现无线化。

对于潘乔来说,拥有这种新的沟通和被理解的方式是“一次改变人生的经历”,他通过电子邮件告诉《纽约时报》 。“无法与任何人交流,无法正常交谈,无法以任何方式表达自己,这令人心碎,很难忍受……这就像获得了第二次说话的机会。”

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