AI脑机接口突破:新植入物解码内心独白,重塑沟通未来
脑机接口技术的一项突破性进展,使科学家能够捕获和解码一个人的“内心独白”——即他们在内心思考时形成的念头。这项发展为那些失去口头交流能力的人带来了巨大希望,提供了一条新的互动途径,无需任何物理言语尝试。
历史上,脑机接口(BCI)已使瘫痪者能够通过将思想转化为行动或文字来控制辅助设备或进行交流。这些系统通常涉及手术植入电极到大脑中,或使用MRI等非侵入性技术来监测神经活动。然而,许多以交流为重点的BCI需要用户物理上尝试发出声音,这个过程对于那些肌肉控制严重受损的人来说可能是筋疲力尽且不切实际的。这项新研究旨在通过纯粹关注内部思想来克服这一障碍。
这项研究于8月14日发表在《细胞》杂志上,由斯坦福大学的电气工程师Erin Kunz和神经外科医生Frank Willett共同领导的团队完成。他们与四名参与者合作,每位参与者都因中风或肌萎缩侧索硬化症(ALS,一种导致肌肉无力并影响身体功能的进行性神经系统疾病)而瘫痪。这些个体的大脑中已经植入了电极,作为一项探索思想控制辅助设备的独立临床试验的一部分。研究人员随后利用这些现有植入物来收集参与者大脑产生的电信号。
复杂的人工智能模型经过训练,可以解释这些信号,区分尝试性言语和更微妙的内心独白模式。结果令人震惊:AI成功解码了参与者在心理上“说出”的句子,准确率高达74%。除了明确的心理口头表达外,该系统还在认知任务中表现出捕捉自然内心独白的能力,例如在心理上回忆方向箭头的顺序。有趣的是,虽然内心独白和尝试性言语在大脑运动皮层(负责控制运动的区域)中产生了相似的活动模式,但内心独白产生的整体信号明显较弱。
解码他人思想的能力不可避免地引发深刻的伦理问题,特别是关于内部心理过程的隐私。这样的BCI是否会无意中触及私密的、未说出的思想,而不仅仅是个人打算交流的内容?研究人员通过指出尝试性言语和内心独白之间脑信号的明显差异来解决这一担忧。他们认为,这种区别可以使未来的BCI被专门训练,以忽略纯粹的私人思想。作为当前系统的即时保障,该团队实施了一个密码保护界面。虽然参与者可以随时使用尝试性言语进行交流,但BCI只有在他们心理上“说出”一个特定的密码短语“chitty chitty bang bang”后,才会开始解码内心独白。
正如Willett博士所指出的,这项开创性工作提供了“真正的希望”,即言语BCI有朝一日能够将交流恢复到像典型对话一样流畅、自然和舒适的水平。尽管当前的BCI主要解码明确的心理词语,但研究人员设想未来更先进的设备可能能够解释未明确表述为句子的复杂思想,从而进一步拓宽人类连接的视野。