斯坦福AI脑机接口突破:74%准确率解码瘫痪患者“内心独白”

Gizmodo

斯坦福大学的科学家在脑机接口(BCI)技术方面取得了重大突破,成功破译了严重瘫痪患者无声的内心独白。这项开创性研究于2025年8月14日发表在《细胞》杂志上,标志着科学家首次以惊人的准确率直接解读了想象中的言语,为沟通开辟了前所未有的途径。

这项研究涉及四名因肌萎缩侧索硬化症(ALS)或脑干中风等疾病而导致严重瘫痪的参与者。对于这些人来说,沟通能力可能受到严重限制。新系统在解读他们无声的思想并将其转化为文字方面,展现出高达74%的惊人准确率。

此前脑机接口的进步主要集中在解码“尝试性言语”。在这种系统中,个体通过物理尝试发声,调动与言语相关的肌肉,BCI则解读由此产生的大脑活动。尽管有效,但对于肌肉控制有限的人来说,这种方法可能在身体上造成负担和疲惫。然而,这项新研究直接深入“内心言语”——我们在脑海中形成但没有任何物理表达的无声思想——提供了一种可能更省力、更自然的沟通形式。

为了实现这一突破性壮举,斯坦福团队精确记录了运动皮层的大脑活动,该区域是大脑中负责控制随意运动(包括说话所涉及的复杂动作)的区域。微电极被手术植入到四名参与者的这一区域,从而能够进行高度敏感和详细的数据收集。

分析显示,虽然不完全相同,但与尝试性言语和想象性言语相关的大脑模式具有显著相似性。利用这些见解,研究人员训练了一个先进的AI模型来解读想象性言语的细微信号。这个复杂的系统可以从多达125,000个词汇的庞大词库中解码句子,并达到74%的最高准确率。值得注意的是,该系统甚至能捕捉到无提示的内心思想,例如参与者在任务中默默数数,这表明它有能力获取自发的认知。

鉴于对隐私的深远影响,研究团队在BCI中集成了一个密码控制机制。此功能确保系统仅在参与者有意思考特定密码短语时才解码内心言语——在一次测试中,密码短语是“chitty chitty bang bang”,系统以超过98%的准确率识别了它。这一安全措施解决了对意外思想暴露的潜在担忧。

虽然74%的准确率是可观的,但它仍然意味着相当数量的错误。然而,研究人员对未来的改进持高度乐观态度。他们预计,记录设备的进步和更精密的算法将显著提高性能。

斯坦福大学电气工程研究生、该研究的主要作者之一Erin Kunz强调了这一里程碑的意义。Kunz表示:“这是我们第一次成功理解当你只是思考说话时大脑活动是怎样的。对于患有严重言语和运动障碍的人来说,能够解码内心言语的BCI可以帮助他们更轻松、更自然地进行沟通。”

斯坦福大学神经外科助理教授、另一位主要作者Frank Willett也表达了同样的看法,对BCI的未来寄予了深厚的希望。Willett肯定地说:“BCI的未来是光明的。这项工作带来了真正的希望,即言语BCI有朝一日能够恢复像对话一样流畅、自然和舒适的沟通。”

这项开创性研究代表着迈向未来的关键一步,在未来,失去说话能力的人们将不再通过身体努力,而是通过他们自己思想的无声力量重获“声音”,为人类与计算机的互动带来了新的维度。