比打字快5倍？科学家利用大脑电极实现将思想直接转化为语言！

[导读]长岛范斯坦医学研究所(Feinstein Institute for Medical Research)的神经外科医生Ashesh Mehta正在为他的癫痫病人进行脑外科手术，以确定癫痫的病因。但这位病人同意做更多的事情：他愿意参与一项大胆的实验，为什么说这项实验是一项大胆的实验呢?因为这项实验的最终目标是将思想直接转化为语言。

　　像往常一样，脑外科医生一开始在病人的头皮上开了一个口子，轻轻地把它分开，露出头骨，然后，他在骨头上钻了一个3英寸的圆孔，深度直达一个被称为硬脑膜的又厚又硬的覆盖层。他把硬脑膜切开，在他做的这个小切口里，有一个闪闪发光、带着血斑点的锡灰色大脑，这颗大脑准备让脑外科医生像间谍监视外国大使馆那样接近自己：脑外科医生在大脑上安装了窃听器。

　　长岛范斯坦医学研究所(FeinsteinInstituteforMedicalResearch)的神经外科医生AsheshMehta正在为他的癫痫病人进行脑外科手术，以确定癫痫的病因。但这位病人同意做更多的事情：他愿意参与一项大胆的实验，为什么说这项实验是一项大胆的实验呢?因为这项实验的最终目标是将思想直接转化为语言。

　　在手术台上，Mehta小心翼翼地在病人大脑的左侧表面插入了一组扁平的微电极阵列，覆盖了大脑聆听演讲和构思演讲的区域。当一个人在听心里的声音说他想说的话时(通常速度非常之快，所以几乎是没有意识的)，通过偷听他大脑灰质中的电脉冲，然后将这些信号无线传输到电脑解码，电极和系统的其余部分就将会超越“运动”和“感觉”成为第一个“大脑-计算机接口”。

　　如果一切顺利的话，这项实验将会征服该领域的“珠穆朗玛峰”：研究人员将可以开发一种大脑-计算机界面，使脊髓受伤、闭锁综合症、ALS或其他瘫痪状态的人能够再次说话。

　　这项技术不需要让这些病人有能力说出莎士比亚的独白。因此，越来越多的专家认为，得益于神经科学、工程学和机器学习方面的平行进步，一个能够解读一个人是否在默默地说“是”、“不是”、“饿了”、“痛了”或“想喝水”的系统现在已经唾手可得。

　　加州大学伯克利分校的布莱恩·Pasley说：“我们认为我们对编码无声语言的大脑信号已经有了足够的了解，我们很快就能做出一些实用的东西出来，即使是最微不足道的事，对病人来说也非常有意义，我相信这是可以实现的。”

　　在未来，Facebook和其他公司也会设想类似的技术，帮助消费者将想法直接转化为短信和电子邮件，而无需打字或使用Siri。

　　第一个大脑-计算机接口(brain-computerinterfaces,BCI)读取运动皮层中与运动意图相对应的电信号，并使用软件将这些信号转换成操作计算机光标或机械手臂的指令。2016年，匹兹堡大学(UniversityofPittsburgh)的科学家们则更进一步，他们在一只由大脑控制的机械臂上增加了传感器，这样它就能产生触觉。

　　尽管媒体对它们进行了大肆报道，但在大脑-计算机接口最初的原型出现十多年后，它们并没有在人们日常生活中得到广泛应用，甚至对于大多数人来说还触不可及。许多项目在最初的兴奋过后都陷入了苦苦挣扎。匹兹堡大学的JenniferCollinger曾经帮助研发了触觉机械手臂，她说，大多数这样的系统需要笨重的电缆，以及装有信号分析仪和其他电子设备的大盒子。她和她的同事最近从美国国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth)获得了800万美元的拨款，用于资助在匹兹堡的更多患者，并继续改进该设备。

　　此外，Collinger说，目前的大脑电极只能使用几年，这意味着人们需要反复进行脑部手术，而且目前的BCI系统虽然在实验室里表现还可以，但在现实生活中还不够可靠。

　　语言BCI面临着的障碍则还要高得多。解读一个词的意图需要阅读更多的大脑信号，而不仅仅只是运动信号，并且目前我们还不清楚大脑的哪些区域参与了这个过程。日内瓦大学(UniversityofGeneva)的斯蒂芬妮·马丁(StephanieMartin)于去年凭着她在语言BCI方面的研究进展赢得了一个奖项，她说，目前主要的挑战是语言编码过程，这个过程发生在一个广泛的大脑网络中，而我们目前的记录技术无法以足够高的时空分辨率来监控整个大脑。

　　我们大脑是非常嘈杂的，编码语言的脑电活动往往会被其他脑电信号淹没。她说：“这使得高准确度提取语音模式变得非常困难。”

　　马丁是一个欧洲大脑活动语音解码联盟的成员，她说，目前针对瘫痪、患有ALS或其他疾病而无法说话的病人所涉及的辅助技术“并不是非常自然和直观”。在现有的技术中，患者需要盯着屏幕上显示的字母，然后头皮电极再感知编码眼球运动和位置的脑电波，所选的字母将会拼写成单词，语音合成器再大声说出这些单词。已故宇宙学家斯蒂芬·霍金患有肌萎缩性侧索硬化症，他就是使用这样的系统。但马丁说，科学家们认为，如果“直接利用语言的神经关联”的话，他们可以做得更好。