摘要:Cell) 期刊的一项新研究,不仅精准找到了大脑中负责“内部言语”(inner speech,也就是我们心里默念时的大脑活动)的区域,还成功用脑机接口(BCI)按指令解码这种活动——最高准确率能达到 74%,甚至能从 12.5 万个词汇中解读出人们想象的句子更
你脑海里的 “无声独白”,现在能被机器 “读懂” 了!近日发表在《细胞》(
Cell) 期刊的一项新研究,不仅精准找到了大脑中负责“内部言语”(inner speech,也就是我们心里默念时的大脑活动)的区域,还成功用脑机接口(BCI)按指令解码这种活动——最高准确率能达到 74%,甚至能从 12.5 万个词汇中解读出人们想象的句子更贴心的是,这个系统还能守护“心理隐私”,不会随便“偷听”你的内心想法,只有当你在脑海里说出特定“密码”时,它才会开始翻译你的想法。这项研究对无法说话的人来说意义重大。比如患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)或中风导致严重瘫痪的患者,他们可能连动一下发音肌肉都很困难,而能解码内部言语的 BCI,能让他们不用费力尝试说话,光靠“想”就能交流。“这是我们第一次真正搞懂,纯粹在心里‘说话’时,大脑到底在怎么活动。” 论文共同第一作者、斯坦福大学的 Erin Kunz 解释道,“对那些连说话和动都很困难的人来说,这种 BCI 能让他们交流得更轻松、更自然。”
这些年,BCI 已经成了帮助残疾人的“黑科技”。它的原理是在大脑负责运动的区域植入微小电极,捕捉与运动相关的神经信号,再把信号转换成动作 —— 比如控制假肢,或是帮瘫痪患者打字。之前的 BCI 已经能解码 “尝试性言语”:比如患者努力调动嘴唇、舌头等发音肌肉想说话(哪怕说出来没人能听清),BCI 能读懂这时的大脑活动,把想表达的内容敲出来。这种方式比用眼球追踪打字快多了,但对肌肉控制能力差的人来说,反复 “尝试说话” 还是又累又慢。
于是研究团队想:能不能让 BCI 直接解码“内部言语”?“要是不用真的动嘴,光在心里想就能交流,对大家来说肯定更轻松、更快。” 论文共同第一作者、斯坦福大学的 Benyamin Meschede-Krasa 说。他们找了四名参与者,这些人要么因为 ALS,要么因为脑干中风,都有严重的言语或运动障碍——有的说话含糊到没人能懂,有的完全不能说话,只能靠动眼睛交流。研究人员在他们负责说话的大脑区域(运动皮层)植入了微电极,记录神经活动。
实验时,研究人员让参与者要么“尝试说话”(尽量动嘴说),要么“想象说话”(只在心里默念)同一组词语。结果发现,这两种方式激活的大脑区域是重叠的,神经活动模式也很像——就像内部言语是“缩小版”的尝试性言语,只是整体的激活强度更弱。正是这种相似性,让 AI 模型能通过学习内部言语的神经信号,准确解读人们想象的词语。在测试中,这个 BCI 表现很亮眼:用 50 个词汇的小词典时,最低错误率只有 14%;就算用 12.5 万个词汇的大词典,也能成功解码句子,部分参与者的准确率能到 74%。
更有意思的是,这个 BCI 还能 “捕捉” 到一些没被明确要求的内心活动。比如研究人员让参与者数屏幕上粉色圆圈的数量时,参与者心里默默数 “1、2、3” 的过程,也被 BCI 解码了出来——这说明即使没特意 “指令”,自然产生的内部言语也能被识别。
不过大家可能会担心:要是 BCI 随便就能读心,那心里的隐私不就没了?别担心,研究团队早就想到了这一点。他们发现,虽然尝试性言语和内部言语的神经模式很像,但两者之间有个明显的 “区别信号”——可以理解成 “运动意图” 维度:尝试性言语带着 “想动嘴发声” 的意图,内部言语没有。利用这个区别,研究人员能训练 BCI 完全忽略掉日常的内部言语,不会随便解读你的内心想法。
如果有人想专门用内部言语交流,团队还设计了“密码解锁”机制:只有当你在心里默念选定的关键词(比如实验中用的 “chitty chitty bang bang”),BCI 才会启动解码功能。测试里,这个密码的识别准确率超过了 98%,既方便又安全。
当然,现在的系统还不是完美的——解码自由发挥的内部言语时,还是会有不少错误。但研究人员说,未来要是给 BCI 装更多传感器,再优化算法,肯定能做得更好。“BCI 的未来特别有希望。” 斯坦福大学的资深作者 Frank Willett 说,“这项研究让我们真的相信,总有一天,言语 BCI 能帮人们恢复像正常聊天一样流畅、自然又舒服的交流能力。”
参考资料:
[1]Erin M. Kunz et al, Inner speech in motor cortex and implications for speech neuroprostheses, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.015.
来源 | 生物谷
撰文 | 生物谷
编辑 | 木白
版权说明:梅斯医学(MedSci)是国内领先的医学科研与学术服务平台,致力于医疗质量的改进,为临床实践提供智慧、精准的决策支持,让医生与患者受益。欢迎个人转发至朋友圈,谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。
来源:优苗科技