从“语言解码”到尽可能多的大脑计算机界面

中国经济网络保留的所有权利 中国经济网络新媒体矩阵 在线音频 - 视觉节目许可证（0107190）（北京ICP040090） 大脑的大脑界面技术检测和控制大脑活动，建立了大脑和外部设备之间的直接信息路径，创建了不间断的人类计算机接触形式，还允许从科幻小说到现实显示“意识形态对话”。 In recent years, in the development of development technology, many countries have conducted experimental explorations in related fields, especially in the field of language, brain-computer interfaces: from real-time communication of "brain waves" to patients with paralyzed stroke, to writing Chinese characters by brain-controlled robotic armof patients who improve their quality of life ... This new technology is building a bridge language disorders to communicate with the world, and and yet will provide a new idea that it w生病为全世界的语言提供了新的语言思想，以及神经治疗和其他疾病的解决方案。大脑活动可以实时更改为讲话。大脑是一个强壮而悲伤的器官。它受到头骨的密切保护，并负责处理诸如感觉，情感，记忆，决策和运动之类的信息。外部信息进入大脑，或者大脑信息被发送到外界，并取决于我们人体生物学信息的界面（即感觉和神经系统）。现代技术的开发使人们能够具有大脑活动的信号并阅读所包含的信息，然后使用此信息来跳过肌肉系统并直接控制外部设备，这些设备等同于在大脑与外部世界之间建立人造信息接口。这是一种大脑计算机界面技术。这大脑计算机的界面是脑计算机界面应用的特定方向。它直接检测到大脑活动，尤其是来自控制运动的大脑区域的语音相关信号，减少其陈述内容的信息，然后控制语音的综合设备，以“说”患者想说的话。理想情况下，这是一个实时的同时解释系统，不仅可以准确地解释Mman的愿望和思想，而且还要尽快和诚实地输出自然语言。为了实现此功能，科学家需要解决一系列技术问题，例如信号解码，语音合成和输出延迟。通过促进神经科学和工程技术的促进，许多全球研究促进了来自各种规模的计算机计算机接口技术的快速复发，并有望进入“毫秒LE的医学应用”的新阶段VEL解码 +自然对话。界面系统。由于ALS，在45岁的男性失语症的大脑中种植了一个256个通道的微电极，并使用深度学习算法在他的大脑中获得相关信号，因此该系统可以捕获他想说的脑中的脑部波动，以示出每三个毫无疑问的脑电图，并捕捉到的脑海。使一般表达更加自然和光滑是涉及和应用人工智能高级模型的最佳突破性突破，也是解码神经脑信号的关键以及在脑部计算机界面中自然语言的形成和释放。近年来，世界各地的科学机构最近发布了该领域的最新发展。来自乌得勒支大学医学中心和拉德博德大学的小组一直在实时促销中，以更改深入研究模型，以改变感觉运动皮层的神经活动。对于一个单词，该模型可以实现92％-100％的分类精度，并且合成发音的音调和密封也得到了高度保存。加州大学研究团队戴维斯（Davis）开发的深入研究模型还使用录音材料在患者失语症之前训练人工算法NG智能，以便它们可以合成和输出几乎是患者声音原始的演讲。中文有418个音节和四个音调。与英语之类的语言相比，中国财产的神经编解码器机制和信息处理方法的发展面临更多挑战。与我所在国家，上海科学技术大学和天津大学相关的华山医院与中文的脑部计算机界面并存。这种多流神经网络模型同时解码了音调和音节，可实现高达76％的单个受试者密封的音节排序的最大精度，而单词解码分类的最大准确度为91％。这项研究的发展为实际使用脑部计算机界面奠定了稳定的基础。未来的更大挑战可能在于解码愿望和语义。当前的研究主要解决了控制职业的大脑皮层中解码语言运动指令的问题，但是GE失语症患者数量受损，因为大脑的区域修复语言而不是控制职业的大脑区域被损坏，因此很难修复光滑的句子。它需要直接从较高级别的脑皮质处理中录制信号，以阅读患者的目标并生成相应的语言表达方式以及人工智能技术，例如大语言模型。目前，复杂的大脑目标的解码是在研究的早期阶段。展望前进，我们在未来大脑接口的大脑界面中取得了进一步的突破，以实现真实的“您认为正在获得的东西”。预计它将带来神经系统疾病治疗的变化。在医疗领域，脑机构界面技术不仅将帮助失语症患者恢复其语言技能，而且希望引发神经系统恶化或疾病治疗的更多变化。例如，rLausanne联邦技术研究所和Lausanne大学医院的研究人员以前已经开发了一种脑脊髓界面，使瘫痪的患者可以通过解码运动控制说明并刺激涉及的脊髓区域来行走。目前，该系统的稳定操作比种植后的一年要多得多，并且患者可以在家庭环境中独立使用它而无需频繁校准。最近，来自福丹大学和中国科学院的联合团队开发了世界上第一个视觉假体，具有可见光和红外线的幽灵范围。将设备种植在底眼中后，它可以替换视网膜中的感光细胞以接收光信号，将其转换为电信号，将神经节细胞激活到视网膜上，然后将视觉信息发送到大脑。这项技术允许盲目的实验动物恢复对可见光的理解和红外线，预计将在治疗未来视网膜病的治疗方面取得突破。此外，可以使用脑机构计算机界面准确地控制特定大脑靶标的活性，并且也可以通过非侵入性方法（例如经颅电刺激或磁刺激）来调节。前者的成功例子包括使用深脑刺激来治疗帕金森氏病，探索了从严重抑郁到阿尔茨海默氏症阿尔茨海默氏症的各种脑部疾病的大量研究。但是，通过脑部计算机界面技术，仍然需要克服许多挑战。可植入的大脑计算机界面需要进一步证明体内长期工作的稳定性和安全性，进一步减少电极植入的创伤，并提高神经信号解码的操作的准确性和稳定性。同时，脑科学研究需要揭示更多知识关于过程处理大脑信息和处理模式的GE，以使脑部计算机界面可以更好地接触大脑。同时，由于大脑的大脑界面技术直接涉及大脑活动的检测和干预，因此其未来的发展应注意诸如道德，隐私和数据安全等潜在风险。这些问题得到了联合国等国际组织以及我国有能力的部门的赞赏。与脑部计算机界面的研究和应用有关的道德，标准和习俗已经逐渐改善，以确保大脑界面技术和应用可以发展健康和维护，并最终使所有人类受益。 （May -Set是中国科学院自动化研究所的研究人员）