脑机接口研究新进展,“脑活动翻译机”错误率不到3%|海外头条

2020-04-05
马斯克的终极目标是将人脑中的信息下载到电脑中,实现脑机融合,开启“超人认知”的全新时代。

编者按:

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此前,特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)入局脑机接口领域,建立初创公司Neuralink,并有望于今年进行人体测试。

马斯克的终极目标是将人脑中的信息下载到电脑中,实现脑机融合,开启“超人认知”的全新时代。

众所周知,大脑是宇宙中最复杂的存在,数以亿计的微小细胞聚集在一个比头盖骨稍小的区域内,以一种独特的方式连接在一起,让每个人的世界充满生机。

如果它能与电脑相连共通,让人觉得不可思议,马斯克似乎也有些异想天开。

但脑机接口在过去的十年里取得了长足的进步,北大神经科学团队此前刚在《Science》子刊上发表了一篇通过基因编辑精准删除负面记忆的论文。

现在,一群来自旧金山大学的计算机科学家和神经科学家们又向前迈进了一步。虽然我们还处在脑科学的早期阶段,但心灵感应也许很快就会实现。

本期推介文章来自medium网站《AI已经能把你的脑电波转换成文本》(Now AI Can Turn Your Brain Waves into Text),作者Sam Brinson。

作者以英语为例。此前的算法曾尝试基于音素来模拟语音,音素是组成单词和句子的最小单位声音。

这个模型依赖于文字作为基本的构建块,但还是有利有弊。

首先,音素的数量比单词的数量少,然而,由于它们更短,而且受前一个音素发音影响,它们更难以区分。

另一方面,单词虽然容易区分,但是我们的对话需要的单词数量相当大。

说英语的人平均词汇库有42000个单词,实验中的数据集往往只包含几百个单词。

在尝试音素模型时,电脑分辨错误率高达33%。

这一次,研究人员使用了两个神经网络来解码参与者的大脑活动,几乎实现了神经活动到文本的实时翻译。

研究实验共有四名参与者,他们大声朗读30-50个句子,每个人的大脑中都预先植入了250个电极,用于监测。

精确度相对很高,对其中一名参与者的监测错误率甚至低至3%。作为比较,专业语音转录的错误率通常是5%。

这些算法并不是在监测声音,而是在监测脑电波。与其说是翻译思想,不如说是破解与语言有关的大脑活动。

虽然人类的大脑总在处理相同的任务,但不同的人如何处理和解释所获得的信息完全不同。

因此,要共享这个神经网络上的任何东西,我们必须首先找到最基础的神经元。

通过监测,电脑能看到每个人在思考不同的单词时哪些神经元变得活跃了,并将两个互相交流的人的大脑活动匹配起来。

从长远来看,对于因疾病或创伤性脑损伤而失去沟通能力的人来说,这项技术无疑能带给他们希望。

一个有趣的地方是人们的对话体验将被颠覆。

我们不是在听别人说话,他们的语言信号是由我们思考时使用的相同神经元产生的,我们有可能把这些信号误读成自己内心的声音,而且彼此的感觉和情绪也可以被传递。

通过记录眼睛感光细胞或听觉皮层神经的活动,人们甚至应该能够与地球另一端的人共享当前的环境,这似乎已经是科幻作品中的场景了。

不过,现在的脑机互动研究仍局限于语言,还不能传递知识和经验。

作者认为,脑机互动最大的问题是隐私安全。

一种能够读懂人类思想的设备可比当前的社交网络和互联网提供商能更能深入地了解隐私数据,而每个人都有秘密,因此这是必须要解决的终极课题。

至于马斯克的人体试验结果还很令人期待的,或许会打开脑机接口领域的另一个突破口。

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来源:创业邦