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大脑解码器可以偷听到你内心的声音

独自沉思曾经是一项非常私人的消遣,但这种情况将一去不复返了——科研人员首次成功窃听了我们的内心独白。这项科研成果将用来帮助那些无法通过开口说话来与外界沟通的人们。

加州大学伯克利分校的布莱恩·帕斯利(Brian Pasley)表示:“当你阅读报纸或书上的文字时,你能听到自己头脑里发出来的声音。我们试着破译你默读时大脑的活动,以此来制造一款医疗设备,让瘫痪或者说话功能受损的人们开口说话。

当你听到别人说话时,声波会激活位于内耳的感觉神经元。这些神经元负责把信息传递到大脑的特定区域,在这里混杂的声音会被分门别类地提取,并被翻译成单词。在之前的一项研究中,帕斯利和他的同事们记录了癫痫症患者听到别人讲话时大脑的活动,这些患者的大脑中都植入有电极,用来治疗疾病。研究者发现,大脑颞叶部位的特定神经元只对特定声音作出反应,比如特定的频率。譬如,一组神经元可能只对1000赫兹的声波有反应,而另一组则只对2000赫兹的声波有反应。在此基础上,研究者建立了一种算法,可以仅根据神经元的活动来破译人们听到的单词。

图片来源:newscientist.com

研究者假设,听别人说话和自己思考时,大脑的活动模式可能是一样的。他们推测,用于识别外部声音的算法,也可用于识别大脑自己的“窃窃私语”。

为了验证这个猜测,他们请来了7名接受过癫痫症手术的患者,记录下来他们观看美国前总统林肯的葛底斯堡演说文本时的脑部活动,和他们听儿歌《矮胖子》(Humpty Dumpty)时的脑部活动。

每个参与者被要求大声读出文字,接着在头脑里默读文字,然后什么都不做。当他们大声读出文字时,研究者记录下了大脑中哪些神经元对哪些话语作出了反应,并生成一套个性化的解码器来破解这些信息。研究者用生成的解码器制作了一副声谱图。因为每种频率与每个单词的特定发音是相互照应的,因此这张光谱图可以用来再现人们说了什么。

利用算法,研究者破译了人们脑子里默读的单词。视频来源:newscientist.com

尽管神经活动在默读和说话时会略有不同,不过仅凭神经活动本身,编码器也破译出了其中几名参与者默念的单词。和帕斯利一起工作的斯蒂芬妮·马丁(Stephanie Martin)表示,编码器并非完美,“研究结果很重要,但还无法凭借其打造出一款真正可用的设备。”她说。这个团队目前正在调试他们的算法,例如观察语速和同一单词的发音差异对神经元活动的影响。(诺诺诺诺/译)

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