腦機接口研究新突破，把心裡話轉換成語音播放

如何讓大腦思路清晰但患有失語症的人正常說話？現在有了新的研究成果。

近日，加州大學的研究人員在《自然》雜誌上發表的研究成果表明，他們所研發的人類語音合成系統，可以解碼人類下頜、喉嚨、舌頭、嘴巴等發音部位的生物信號，最終合成受試者想要說的話。

也就是說，這個腦機接口系統可以將腦活動轉化為語音，腦袋裡的意念不用自己動嘴說，可以借助機器合成的語音表達出來。

類似的研究早前也有人做過，主要是將腦活動直接解碼為語音。此次研究的突破之處在於解碼過程分成了兩步，並降低了語音失真率。

第一步，聲道、舌頭、嘴唇等發音部位的運動由大腦控制，為了獲得該過程腦信號與肌肉運動的關聯，他們訓練了一個 RNN 神經網絡對這個過程進行深度學習。

第二步，把發音部位的運動，轉換成合成的語音，這一步也使用了一個 RNN 神經網絡。

有業內人士認為，該項研究可以幫助因疾病喪失語言功能的人，其中包括肌萎縮側索硬化、中風等失語症患者。

著名科學家史蒂芬 · 霍金患有肌萎縮側索硬化，數十年間委身於狹窄的輪椅，患病後的他曾通過單個按鍵的滑鼠操作電腦打字，後來手部肌肉衰弱變，利用眼鏡上的紅外探測器識別眼球和肌肉的運動，最後通過語音合成器讀出文本。

這種用殘余肌肉控制機器打字的方式，雖然可以幫助患者對外表達，但速度很有限。要想讓失語症患者能夠流暢地表達，借助腦機接口和機器學習技術合成語音是一個有效的方向。

腦機接口（BCI，Brain Computer Interface）的相關研究從二十世紀八十年代就已經開始了，至今超過 30 年。

腦機接口技術主要是從大腦等神經中樞中提取特定的生物電信號，依據現有的認知神經科學理論進行解碼，在與外部系統建立聯繫和溝通。可以讓人與機器之間的協作達到「人機合一」的境界。

2004 年，布朗大學研發的 BrainGate 系統被植入到 13 個癱患者大腦的運動皮層中。這個系統可以監測植入者的神經元，如果被植入者想要做出移動手臂等動作，大腦中的神經元就會釋放電信號，BrainGate 再將這些電信號解碼傳送到人體外的系統。

BrainGate 已經讓一個四肢癱瘓的女士在無看護的情況下喝到飲料，還讓另一個四肢癱瘓的女士在飛行模擬器上駕駛 F-35 戰鬥機。

俄羅斯億萬富豪伊茨科夫於 2011 年創立了一個名為「俄羅斯 2045」的計劃，企圖打造人類的「不死之身」。這個計劃有個基金的時間表：到 2020 年，要實現人腦對機器人「化身」的遙控；到 2025 年，要把人腦移植到機器人身上；到 2035 年，要破解人類大腦之謎，打造出「人造大腦」；到 2045 年，要創造出真實版的全息「虛擬人」。

這個人類永生計劃的技術關鍵，就是腦機接口。

就目前而言，像《黑客帝國》或者《阿凡達》這些科技電影所呈現的腦機接口技術依然很遙遠，不過這項技術已經逐漸在臨床上用於恢復人體部分功能喪失。