脑机接口重要突破!国内团队实现全谱汉语解码:Top 3准确率近100%

2023年12月05日16:58:12 科学 1667

中国团队突破性成果:首次实现脑机接口全谱汉语解码

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在当今科技飞速发展的时代,一项激动人心的研究成果从中国传来,引起了国际学术界的广泛关注。中国科研团队不负众望,在脑机接口领域取得了重大突破:成功实现了对汉语的全谱解码,并建立了覆盖所有汉语普通话字符发音的脑机接口系统。这一成就填补了国际上该领域的空白,将推动相关技术和应用向前迈进一大步。

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这项创新性研究是在今年八月两篇《自然》杂志文章所展示的基础之上取得的。这些文章证明了脑机接口技术在帮助人们恢复语言能力方面具有极大潜力,为当前研究提供了坚实的理论基础。

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使用先进的立体定向脑电技术(SEEG),研究团队精准采集到与普通话汉字发音过程相对应的大脑内部神经活动信号。通过结合深度学习算法和精妙设计的语言模型,科学家们成功地实现了对全谱汉字发音的高效解码。这一过程不仅要求对汉字单个音节进行识别,还需要将它们组合起来形成完整且流畅的句子。


此外,文章还阐释了脑机接口技术背后的重要性和广泛应用。作为连接人类或动物大脑与外部设备之间信息交换通路的关键技术,脑机接口不仅能够替代人类失去或受损的运动、语言等功能,更有可能在未来增强这些功能。随着科技与生命科学相结合趋势日益明显,脑机接口已经成为这场交叉革命中最受瞩目的焦点之一。


值得注意的是,汉语作为一种结合象形和音节特点的语言,其复杂性远超常见字母文字,如英文等。面对这样一个挑战,中国团队投入三年时间深入分析汉语特有的发音规则和特点,并专门设计出适用于汉语特色的全新语言脑机接口系统。


在构建该系统过程中,研究者们建立了一个全面覆盖汉语拼音音节、包含各种声调变化信号源数据丰富且细致入微的SEEG数据库。基于此数据库训练出针对汉字发音音节三要素—声母、韵母和声调—进行预测并验证其有效性。


经过反复测试和优化模型参数后,在模拟日常环境下进行解码评估时显示出极高准确率:参与者字符错误率中位数平均仅为29%,而部分参与者使用该系统生成完全正确率达到30%以上。如此卓越表现得益于精确解码单个声音元素以及智能化语言模型间高效配合。


总结来看,本次研究不仅为意音文字如汉语在脑机接口领域提供了新视角,并证明利用强大深度学习模型可以显著提升系统性能;同时也预示着未来神经系统疾病患者有望通过意念控制外部设备来生成流畅自然、准确无误的普通话句子——重新找回沟通与表达自我思想情感能力。

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