腦機接口重要突破!國內團隊實現全譜漢語解碼:Top 3準確率近100%

2023年12月05日16:58:12 科學 1667

中國團隊突破性成果:首次實現腦機接口全譜漢語解碼

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在當今科技飛速發展的時代,一項激動人心的研究成果從中國傳來,引起了國際學術界的廣泛關注。中國科研團隊不負眾望,在腦機接口領域取得了重大突破:成功實現了對漢語的全譜解碼,並建立了覆蓋所有漢語普通話字符發音的腦機接口系統。這一成就填補了國際上該領域的空白,將推動相關技術和應用向前邁進一大步。

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這項創新性研究是在今年八月兩篇《自然》雜誌文章所展示的基礎之上取得的。這些文章證明了腦機接口技術在幫助人們恢復語言能力方面具有極大潛力,為當前研究提供了堅實的理論基礎。

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使用先進的立體定向腦電技術(SEEG),研究團隊精準採集到與普通話漢字發音過程相對應的大腦內部神經活動信號。通過結合深度學習算法和精妙設計的語言模型,科學家們成功地實現了對全譜漢字發音的高效解碼。這一過程不僅要求對漢字單個音節進行識別,還需要將它們組合起來形成完整且流暢的句子。


此外,文章還闡釋了腦機接口技術背後的重要性和廣泛應用。作為連接人類或動物大腦與外部設備之間信息交換通路的關鍵技術,腦機接口不僅能夠替代人類失去或受損的運動、語言等功能,更有可能在未來增強這些功能。隨着科技與生命科學相結合趨勢日益明顯,腦機接口已經成為這場交叉革命中最受矚目的焦點之一。


值得注意的是,漢語作為一種結合象形和音節特點的語言,其複雜性遠超常見字母文字,如英文等。面對這樣一個挑戰,中國團隊投入三年時間深入分析漢語特有的發音規則和特點,並專門設計出適用於漢語特色的全新語言腦機接口系統。


在構建該系統過程中,研究者們建立了一個全面覆蓋漢語拼音音節、包含各種聲調變化信號源數據豐富且細緻入微的SEEG數據庫。基於此數據庫訓練出針對漢字發音音節三要素—聲母、韻母和聲調—進行預測並驗證其有效性。


經過反覆測試和優化模型參數後,在模擬日常環境下進行解碼評估時顯示出極高準確率:參與者字符錯誤率中位數平均僅為29%,而部分參與者使用該系統生成完全正確率達到30%以上。如此卓越表現得益於精確解碼單個聲音元素以及智能化語言模型間高效配合。


總結來看,本次研究不僅為意音文字如漢語在腦機接口領域提供了新視角,並證明利用強大深度學習模型可以顯著提升系統性能;同時也預示着未來神經系統疾病患者有望通過意念控制外部設備來生成流暢自然、準確無誤的普通話句子——重新找回溝通與表達自我思想情感能力。

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