每分鐘62-78個詞！腦機接口讓失語者以意念準確“發(fā)聲”【附腦機接口行業(yè)市場分析】

圖源：攝圖網(wǎng)

8月23日，《自然》發(fā)表的兩篇論文報告了新的腦機接口裝置，其不僅能將大腦活動解碼為語言，而且比當前所有技術(shù)都更迅速、更準確且覆蓋詞匯量更大。這一成果展示了在幫助嚴重癱瘓人群恢復溝通能力方面的技術(shù)進步。

由美國斯坦福大學團隊開發(fā)的腦機接口裝置，可以通過插入大腦的細電極陣列收集單個細胞的神經(jīng)活動，并訓練人工神經(jīng)網(wǎng)絡來解碼病人想說的話。在該裝置的幫助下，一名肌萎縮性側(cè)索硬化癥病人能以每分鐘62個詞的速度進行交流，這種語速是此前類似裝置的3.4倍，更加接近自然對話（每分鐘約160個詞）。該裝置在50個單詞的詞匯量下錯誤率為9.1%，比此前最先進的語言腦機接口裝置低至約1/3。在使用12500詞匯量時，錯誤率為23.8%，團隊認為這可能是首次成功演示大詞匯量解碼的研究。

(資料圖)

在另一項研究中，加州大學舊金山分校團隊開發(fā)了一種基于不同方法獲取大腦活動的腦機接口裝置，其電極覆蓋在大腦表面并偵測許多細胞的活動，可以將大腦信號同時轉(zhuǎn)化為三種輸出形式：文字、語音和控制一個頭像。研究人員訓練了一個深度學習模型來解碼一名患者的神經(jīng)數(shù)據(jù)，該患者因腦干中風而嚴重癱瘓，收集數(shù)據(jù)時病人無聲地說出句子。腦信號到文字的轉(zhuǎn)譯速度中位數(shù)為每分鐘78個詞（錯誤率為25%）；腦信號轉(zhuǎn)譯為語音時，372詞匯量下錯誤率為28.2%，詞匯量越小，錯誤率越低。

這項研究為未來的腦機接口技術(shù)發(fā)展提供了新的方向和希望。隨著技術(shù)的不斷進步，我們有理由相信，將來的腦機接口裝置將能夠更好地解碼大腦活動，并幫助更多的人恢復溝通能力。

腦機接口的定義及分類

腦機接口指在人或動物大腦與外部設備之間創(chuàng)建的直接連接，實現(xiàn)腦與設備的信息交換。其工作流程包括腦電信號的采集和獲取、信號處理、信號的輸出和執(zhí)行最終再將信號反饋給大腦。腦機接口的技術(shù)分類，按照信號采集方式劃分，主要分為侵入式、非侵入式和半侵入式。

技術(shù)發(fā)展情況：專利申請數(shù)量不斷增長

2021年9月，科技部發(fā)布了《科技部關(guān)于發(fā)布科技創(chuàng)新2030—“腦科學與類腦研究”重大項目 2021年度項目申報指南的通知》，涉及59個研究領(lǐng)域和方向，國家撥款經(jīng)費預計超過31.48億元人民幣，指南的發(fā)展標志著醞釀6年的中國腦計劃項目正式啟動。

在各大科研院校及相關(guān)企業(yè)的努力下，我國腦機接口行業(yè)正在加快追趕步伐。從專利來看，2013年以來，國內(nèi)腦機接口相關(guān)專利數(shù)量持續(xù)增長，且申請量增速明顯加快；2021年我國腦機接口行業(yè)專利申請量達到了1896件，為近年來的峰值。

清華大學心理學系副教授、清華大學腦與智能實驗室兼職研究員張丹認為醫(yī)療臨床應用才是腦機接口技術(shù)的未來主流方向。張丹教授表示面向醫(yī)療，凡是跟大腦疾病相關(guān)的，比如漸凍癥、癲癇病等患者，都可以將其歸之于腦機接口這項技術(shù)的潛在應用方向之內(nèi)。除了治療腦部疾病，還有一種情緒的腦機接口，也就是被動腦機接口，可以應用于心理學研究。

全聯(lián)并購公會信用管理委員會專家安光勇認為腦機接口技術(shù)還處于起步階段，仍有很大的發(fā)展空間。隨著科學技術(shù)的不斷進步，我們可以預見未來腦機接口技術(shù)將更加精確、可靠，并具備更多應用場景。

天使投資人、資深人工智能專家郭濤表示，腦機接口技術(shù)模糊了人與機器的邊界，也模糊了人類道德與法律規(guī)范的邊界。未來，政府有關(guān)部門需要進一步加強腦機接口技術(shù)創(chuàng)新的倫理規(guī)制、建立健全腦機接口技術(shù)風險評估和倫理審查機制、積極參與國際腦機接口標準制定等，防止技術(shù)被濫用。

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