科学家研制出读心装置

据英国《每日电讯报》4月25日报道，科学家发明了一种“读心术”大脑植入装置，它可以解码一个人想说的话，并通过电脑回放。这一突破性发明有望帮助中风患者再次“开口说话”。

许多疾病和状况使病人无法控制产生语言的肌肉，但研究人员发现，当瘫痪者试图说话时，这些肌肉仍在向大脑发送信息。美国加州大学旧金山分校的研究团队解码了这些大脑信号，计算出从喉咙、嘴唇、下巴和舌头发出的微小脉冲与哪些声音相对应。然后，研究人员在电脑中再现了一位患者的声道，当他们向虚拟肌肉发送大脑信号时，这些肌肉就会形成单词和句子，产生听起来自然的合成语音——虽然他们也承认，生硬的“b”和“p”的发音仍然“有点模糊”。

这项突破为患有中风、创伤性脑损伤或帕金森病、多发性硬化症和肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病的人带来了希望。霍金教授就是死于肌萎缩侧索硬化症。在去年去世之前 ，霍金教授不得不使用眼镜上的红外传感器一个字母一个字母地表达自己的想法，这是一个费力的过程，每分钟只能说大约10个单词。这种新装置可以让残疾人以正常语速实时说话。加州大学旧金山分校神经外科教授爱德华·常（音译）说：“这项研究首次证明，我们可以根据一个人的大脑活动生成完整的口语句子。这是一个令人振奋的证明，证明使用现在已经出现的技术，我们应该能够创造出一个在临床上对失语患者可行的设备。”

先前将思想转换成合成语言的尝试已经失败了，因为控制语言的大脑区域并不代表声音，而是协调声道运动所需的指令。研究人员意识到需要一个额外的步骤，一个虚拟的声道是正确翻译信号的必要条件。这项研究的带头人加州大学旧金山分校的言语科学家戈帕拉·阿奴曼奇帕里博士说:“声道的运动和产生的语音之间关系是复杂的 。我们推断，如果大脑中的这些语言中枢编码的是动作，而不是声音，那么我们在解码这些信号时也应该这么做。”

在这项研究中，五名志愿者都是癫痫患者，他们大脑中植入了电极阵列。研究人员要求这些志愿者大声朗读数百个儿童故事中的句子，比如《睡美人》和《 爱丽丝梦游仙境》。根据参与者声音的音频记录，研究人员对产生这些声音所需的声道运动进行了反向工程，比如把嘴唇压在一起、收紧声带或把舌尖移到上颚。然后，他们能够为每个参与者创建一个逼真的虚拟声道，这个声道可以解码参与者的大脑活动，并根据其想法创建合成语音，在转录测试中数百名听众表示听懂了这些语音。

常教授实验室的生物工程研究生乔希·夏蒂尔补充道:“我们还有很长的路要走，才能完美地模仿口语。我们很擅长合成慢速发音，比如‘sh’和\‘z’，还有保持说话的节奏和语调以及说话人的性别和身份，但类似b和p这样的发音就有点模糊了。尽管如此，与目前可用的实时通信相比，我们这里产生的准确度水平将是一个惊人的进步。”

研究人员认为，该装置不仅可以恢复严重语言障碍患者的沟通，甚至可以重现人类声音的某些音乐性，这些声音可以传达说话者的情绪和个性。研究还发现，人们的语音神经代码也很相似，这意味着以某个人为训练对象的一个语音解码器很可能也适用于其他几个人。这项研究发表在《自然》杂志上。城市信报编译 曹丽娜

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