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将大脑信号转化成语言或成现实

来源:《神经工程学期刊》       更新时间:2010-9-9 10:46:43
 

    一位癫痫症患者大脑的核磁共振成像图,图片显示两种电极的位置分布情况。一种电极是传统的脑皮层电图电极(黄色),用于定位癫痫发作的源头,从而帮助医生进行手术。红色的则是两组实验用微脑皮层电图电极,每组阵列包括16个微电极,用于读取来自大脑的语言信号。


    本图显示了置于癫痫症患者大脑顶部的两种电极。较大的标有数字的电极就是脑皮层电图电极。此外,志愿者大脑的两个语言区顶部还被置放两组更小的微电极阵列。


  微电极阵列,也被称为微脑皮层电图电极网格。一组微电极阵列排列成4*4的模式,被展示于一枚25美分硬币上。

北京时间9月8日消息,据国外媒体报道,美国犹他大学科学家近日利用两组植入癫痫患者大脑中的微电极阵列成功实现将大脑信号转化为口语单词。这一重大研究成果将能够帮助因患严重麻痹症而失去语言能力的患者轻松地表达自己的思想。   据科学家介绍,这种微电极阵列每组包括16个微电极,通常植入到头骨之下,大脑之上。美国犹他大学生物工程学助理教授布拉德利·格雷格尔介绍说,“通过这种设备我们可以获得大脑信号。只需这些大脑信号,我们就可以将其解码为人类口语单词。这种设备将可以长期帮助因患严重麻痹症而失去语言能力的患者。”   由于这种方法还需进一步完善,此外还涉及到植入大脑这一复杂的过程,因此格雷格尔表示该方法要投入到用于治疗“闭锁综合症”等疾病的临床实验还需数年时间。科学家的研究成果论文发表于九月版的《神经工程学期刊》(Journal of Neural Engineering)之上,论文论证了将大脑信号解码为计算机发音的口语单词的可行性。   犹他大学的科研团队将两组微电极阵列植入到一位志愿者的大脑语言中枢上方。这位志愿者患有严重的癫痫症,已经经历过一次开颅手术。因此,医生很容易将更大的传统电极放置于导致他癫痫发作的源头,从而从手术上可以阻止癫痫的发作。   患者被要求阅读如下十个英语单词,即“是、不、热、冷、饥饿、口渴、哈罗、再见、更多和更少”。通常认为,这十个英语单词对于麻痹症患者的康复很有帮助。随着患者不断重复这十个英语单词,科学家们也记录下他的大脑信号。接下来,他们在尝试解码这些大脑信号分别代表十个单词中的哪一个。当患者说 “是”或“不”时,科学家们再分别对比这两个单词所产生的大脑信号。   目前,他们已能够较好地区分清每一个单词的大脑信号,每一次的准确率达76%到90%。不过,当他们一次性检测所有10个大脑信号时,准确率只有28%到48%。这一准确率比随机检测的准确率(应该是10%)要高。但是,对于一个将患者思想翻译为计算机发音的口语语言的设备来说,这种准确率还不够高。   格雷格尔表示,“这是一种概念的实验。我们已经证明这些信号能够告诉你患者在说什么,而且准确率比随机性要高。但是,我们需要进一步完善,争取能够识别出更多的单词,准确率更高。这样,患者将能够真正地发现它的用处。”格雷格尔希望,患者最终将受益于这项研究成果。将来,通过一个无线设备,就可以将患者的思想转化为计算机发

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