如何讓大腦思路清晰但患有失語(yǔ)癥的人正常說(shuō)話？現(xiàn)在有了新的研究成果。
近日，加州大學(xué)的研究人員在《自然》雜志上發(fā)表的研究成果表明，他們所研發(fā)的人類語(yǔ)音合成系統(tǒng)，可以解碼人類下頜、喉嚨、舌頭、嘴巴等發(fā)音部位的生物信號(hào)，最終合成受試者想要說(shuō)的話。
也就是說(shuō)，這個(gè)腦機(jī)接口系統(tǒng)可以將腦活動(dòng)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音，腦袋里的意念不用自己動(dòng)嘴說(shuō)，可以借助機(jī)器合成的語(yǔ)音表達(dá)出來(lái)。
類似的研究早前也有人做過(guò)，主要是將腦活動(dòng)直接解碼為語(yǔ)音。此次研究的突破之處在于解碼過(guò)程分成了兩步，并降低了語(yǔ)音失真率。
第一步，聲道、舌頭、嘴唇等發(fā)音部位的運(yùn)動(dòng)由大腦控制，為了獲得該過(guò)程腦信號(hào)與肌肉運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)，他們訓(xùn)練了一個(gè) RNN 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。
第二步，把發(fā)音部位的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換成合成的語(yǔ)音，這一步也使用了一個(gè) RNN 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，該項(xiàng)研究可以幫助因疾病喪失語(yǔ)言功能的人，其中包括肌萎縮側(cè)索硬化、中風(fēng)等失語(yǔ)癥患者。
著名科學(xué)家史蒂芬 · 霍金患有肌萎縮側(cè)索硬化，數(shù)十年間委身于狹窄的輪椅，患病后的他曾通過(guò)單個(gè)按鍵的鼠標(biāo)操作電腦打字，后來(lái)手部肌肉衰弱變，利用眼鏡上的紅外探測(cè)器識(shí)別眼球和肌肉的運(yùn)動(dòng)，最后通過(guò)語(yǔ)音合成器讀出文本。
這種用殘余肌肉控制機(jī)器打字的方式，雖然可以幫助患者對(duì)外表達(dá)，但速度很有限。要想讓失語(yǔ)癥患者能夠流暢地表達(dá)，借助腦機(jī)接口和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)合成語(yǔ)音是一個(gè)有效的方向。
腦機(jī)接口（BCI，Brain Computer Interface）的相關(guān)研究從二十世紀(jì)八十年代就已經(jīng)開始了，至今超過(guò) 30 年。
腦機(jī)接口技術(shù)主要是從大腦等神經(jīng)中樞中提取特定的生物電信號(hào)，依據(jù)現(xiàn)有的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)理論進(jìn)行解碼，在與外部系統(tǒng)建立聯(lián)系和溝通。可以讓人與機(jī)器之間的協(xié)作達(dá)到「人機(jī)合一」的境界。
2004 年，布朗大學(xué)研發(fā)的 BrainGate 系統(tǒng)被植入到 13 個(gè)癱患者大腦的運(yùn)動(dòng)皮層中。這個(gè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)植入者的神經(jīng)元，如果被植入者想要做出移動(dòng)手臂等動(dòng)作，大腦中的神經(jīng)元就會(huì)釋放電信號(hào)，BrainGate 再將這些電信號(hào)解碼傳送到人體外的系統(tǒng)。
BrainGate 已經(jīng)讓一個(gè)四肢癱瘓的女士在無(wú)看護(hù)的情況下喝到飲料，還讓另一個(gè)四肢癱瘓的女士在飛行模擬器上駕駛 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)。
俄羅斯億萬(wàn)富豪伊茨科夫于 2011 年創(chuàng)立了一個(gè)名為「俄羅斯 2045」的計(jì)劃，企圖打造人類的「不死之身」。這個(gè)計(jì)劃有個(gè)基金的時(shí)間表：到 2020 年，要實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)機(jī)器人「化身」的遙控；到 2025 年，要把人腦移植到機(jī)器人身上；到 2035 年，要破解人類大腦之謎，打造出「人造大腦」；到 2045 年，要?jiǎng)?chuàng)造出真實(shí)版的全息「虛擬人」。
這個(gè)人類永生計(jì)劃的技術(shù)關(guān)鍵，就是腦機(jī)接口。
就目前而言，像《黑客帝國(guó)》或者《阿凡達(dá)》這些科技電影所呈現(xiàn)的腦機(jī)接口技術(shù)依然很遙遠(yuǎn)，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸在臨床上用于恢復(fù)人體部分功能喪失。