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新技术可以通过脑部扫描来阅读、翻译思想

2023-10-25 01:24:37 200

读心术装置听起来像是科幻小说,但研究人员表示,他们正在坚定不移地常州卫校分数线制造一种装置。

周一发表在《自然神经科学》杂志上的一篇报道称,利用功能性核磁共振成像(fMRI),一种新开发的脑机接口可以读取一个人的想法,并将其转化为完整的句子。

研究人员说,开发解码器是为了读取一个人的大脑活动,并将他们想说的话翻译成连续的、自然的语言。

“最终,我们希望这项技术可以帮助那些因中风或ALS等疾病而失去说话能力的人,”该研究的主要作者、德克萨斯大学奥斯汀分校的研究生研究助理杰里·唐说。

但这个界面的功能远不止于此,它可以将人们脑海中最重要的想法翻译成语言。

唐说:“当用户想象讲故事时,我们还对他们的大脑反应进行了解码器测试,并对用户观看无声电影时的大脑反应进行了测试。”“我们发现解码器也能够恢复用户想象或看到的要点。”

研究人员说,正因为如此,解码器能够捕捉到一个人在想什么,如果不总是准确的话。

例如,有一次参与者听到这样的话:“我还没有拿到驾照。”解码器将这个想法翻译为:“她甚至还没有开始学开车。”

唐说,这项技术还没有达到可以适用于任何人的程度。

训练这个程序需要参与研究的三个人每人至少16个小时的参与,唐说,一个人的大脑读数不能用来为另一个人的扫描提供信息。

他说,实际的扫描还涉及到人的合作,并且可以被简单的转移参与者注意力的心理任务所挫败。

尽管如此,一位专家还是称赞了这些发现。

美国心脏协会首席临床科学官、纽约哥伦比亚大学神经病学和流行病学教授米切尔·埃尔金德博士说:“这项工作代表了脑机接口研究的一个进步,可能非常令人兴奋。”

Elkind解释说:“这里的主要进步是能够使用非侵入性方法记录和解释大脑活动的意义。”“之前的工作需要通过开放式神经外科手术将电极植入大脑,这有感染、出血和癫痫发作的风险。这种使用核磁共振成像扫描的非侵入性方法几乎没有风险,核磁共振成像在脑损伤患者中是定期进行的。作为研究的一部分,这种方法也可以经常用于健康人群,而不会给他们带来风险。”

强大的结果prom他警告说,“精神隐私”可能面临风险

事实上,这项研究的结果是如此有力,以至于唐和他的同事们感到很感动,发出了关于“精神隐私”的警告。

唐说:“随着技术的进步,这一切都可能改变,所以我们认为,继续研究大脑解码对隐私的影响,并制定保护每个人精神隐私的政策是很重要的。”

高级研究员亚历山大·胡特说,早期将脑电波转换为语言的研究使用电极或植入物来记录大脑中与语言相关的运动区域的脉冲。他是德克萨斯大学奥斯汀分校神经科学和计算机科学的助理教授。

胡斯说:“这些区域控制着嘴、喉、舌头等,所以他们可以破译的是这个人是如何试图移动嘴来说话的,这是非常有效的。”

新的过程采用了一种完全不同的方法,使用功能磁共振成像(fMRI)来非侵入性地测量与语言处理相关的大脑区域和网络中的血流和血氧变化。

胡特说:“因此,我们的系统不是在像运动这样的低层次上工作,而是在思想、语义和意义的层面上工作。”“这就是它要表达的意思。这就是为什辽宁高考改革么我们得到的不是某人听到或说过的原话。这是要点。这是同样的想法,但表达方式不同。”

唐说,研究人员通过首先记录三个参与者在听16个小时的讲故事播客(如“飞蛾广播时间”)时的大脑活动来训练解码器。

“这是现有语言数据集的五倍多,”他说。“我们使用这个数据集来建立一个模型,该模型可以接受任何单词序列,并预测用户在听到这些单词时的大脑反应。”

该程序将大脑活动的变化映射到播客的语义特征上,捕捉某些短语的含义和相关的大脑反应。

然后,研究人员通过让参与者听新故事来测试解码器。

有根据的猜测Sed治疗大脑活动

解码器本质上是试图根据大脑活动,对哪些单词与一个人的思想有关做出有根据的猜测。

通过参与者的大脑活动,解码器生成了捕捉新故事含义的单词序列。它甚至从故事中生成了一些精确的单词和短语。

一个真实故事和解码故事的例子:

真实:“我从充气床垫上站起来,把脸贴在卧室的玻璃上,期待着看到有人盯着我看,但却发现只有黑暗。”

解码:“我只是继续走到窗前,打开玻璃,踮起脚尖往外看武汉经济技术开发区职业技术学校,什么也没看到,再抬头看,什么也没看到。”

解码器专门捕捉一个人的注意力。研究人员说,当参与者积极地听一个故事,同时播放另一个故事时,程序会识别出听众关注的故事的意义。

为了观察解码器是否捕捉到了思想而不是语言,研究人员还让参与者观看无声电影并扫描他们的脑电波。

“没有任何语言。受试者在观看这些视频时没有被要求做任何事情。但当我们把这些数据输入解码器时,它就会对视频中发生的事情进行描述。”

参与者还被要求想象一个故事,该设备能够预测这个想象故事的含义。

“语言是这里的输出格式,但无论我们得到的是什么,都不一定是语言本身,”Huth说。“这绝对是在挖掘比语言更深层的东西,并将其转化为语言,这是语言在一个非常高的层面上的作用,对吧?”

解码器还没有准备好黄金时间

出于对精神隐私的担忧,研究人员进一步测试了参与者是否会干扰设备的读数。

唐说,某些心理练习,比如给动物命名,或者想一个与播客不同的故事,“真的会阻止解码器恢复用户听到的故事的任何内容。”

这个过程还需要更多的工作。胡斯说,这个程序在代词方面“特别糟糕”,需要进行调整和进一步测试,才能重庆专科院校准确地再现准确的单词和短语。

该研究的作者解释说,这也不是很实用,因为它现在需要使用大型核磁共振成像仪来读取一个人的想法。

唐说,研究人员正在考虑是否可以使用更便宜、更便携的技术,如脑电图或功能性近红外光谱法,像功能磁共振成像一样有效地捕捉大脑活动。

但他们承认,解码器最终的工作效果让他们感到震惊,这导致了他们对大脑隐私的担忧。

唐说:“我认为我的警示性例子是测谎仪,它不是一种准确的测谎仪,但仍有许多负面后果。”“所以我认为,虽然这项技术还处于起步阶段,但重要的是要规范大脑数据的用途。如果有一天,不需要人的合作就能获得准确的解码,我们就有了一个监管基础,我们可以在此基础上进行建设。”

更多的信息

约翰·霍普金斯有更多关于大脑如何工作的信息。

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