脑机接口技术进展(脑机接口研究)

手机 | 2022-09-03| 12
脑机接口技术进展(脑机接口研究)

脑机接口技术先锋埃迪·张

凤凰网科技讯 北京时间9月3日消息,目前,脑机接口已经能够帮助控制癫痫发作和减少帕金森病患者的颤抖,它的下一波技术将会处理更复杂的应用,比如恢复人类语言能力和调节情绪。

埃迪·张(Eddie Chang)就是从事这项工作的前沿人物之一,他是加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所的神经外科医生,也是脑机接口技术领域的先锋。2021年7月,他领导了一项开创性的研究,将瘫痪男子的大脑信号翻译成了屏幕上的文字。

张博士在接受采访时称,他们的研究目标是破译支撑语言、情感等复杂人类行为的大脑活动,试图研究出能够帮助那些无法说话或患有抑郁症、焦虑症等神经精神疾病的人的治疗方法。

脑机接口如何协助恢复语言能力?

他表示,语言很特别。它只是人类作为一个物种所具备的一种独特且定义行为之一。因此,试图理解人类大脑如何处理这样一种独特的行为是非常令人兴奋的。现在的最大挑战之一是转换电信号。大脑使用电信号作为自己的语言进行交流。这种语言有自己的逻辑,自己的代码。真正的挑战是理解这些代码是如何工作的。

脑机接口原理

我们正在解读的信号和试图解码的东西一点也不像,比如文字。它们看起来就像屏幕上的涂鸦,而且这些图案非常复杂。研究者现在的很多工作都利用了计算机科学在人工智能和机器学习方面的进步,因为它们是非常、非常强大的模式识别方法。

技术演变

张博士表示,在10到15年前,脑机接口领域的研究还停留在试图解码元音的水平上。过去五年,令人难以置信的是,我们的研究已经从单个声音发展带了试图解码词汇上,取得了相当大的进步。这还只是刚刚开始。去年我们在这一领域发表的第一个项目是包含50个单词的词汇表。我们目前的努力有两个方向:一个是把词汇表扩大到威尔学院的50个单词之外,同时还保证具有很高的准确性。

我们要做的第二件事是,从说出一个词并让它出现在屏幕上,转换到合成你可以听到的词。因此,我们的目标是让瘫痪的人不只是想到一个词,然后让它出现在屏幕上,用来写东西,而是真正地合成这些声音。事实证明,这是一个非常、非常困难和巨大的挑战,因为要为一个非常大的词汇表发出声音是非常复杂的。对于一小部分单词来说,它现在是非常可行的。

张博士展示脑机接口

另一个让我们感到十分兴奋的领域不仅仅是听语言,而是实际上控制人脸,让人感觉它不仅在说话,而且会展现出你与人面对面交谈时通常看到的表情。我们认为这很重要的原因是,它将帮助(瘫痪的)人的学习过程,从本质上感觉脑机接口是他们说话方式的一部分,因为它感觉更自然。

脑机接口如何帮助精神疾病患者?

我们真的很想了解当一个人正常处理情绪时是怎么样的,以及抑郁症患者的信号是什么样子的,那时的他们无法正常调节自己的情绪。我们希望,通过了解这些电信号模式,我们可以把它们作为生物标记,以理解抑郁症发作时大脑什么时候参与,哪个部分参与?第二件事,更重要的是,利用这些信息来干预和调节这些区域,这样人们就会感觉更正常,就像他们没有陷入失能性抑郁症一样。

会用脑机接口增强自己吗?

我个人不会。我希望我在许多方面能够做得更好,但我个人很尊重现在的自己。我对此犹豫的部分原因是存在风险,我们这里说的是脑部手术。其次,我们在很大程度上仍处于学习阶段。我们距离任何我能想象到的增强场景都很远。而且,还有道德底线。我现在并不支持这么做,除非我们在这个领域建立一个更好的道德监管框架。(作者/箫雨)

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