中国科学家破解汉语脑机接口实时解码的技术难题

最近中国科学院上海微系统与信息技术研究所联合多个顶尖单位搞出了一个大事儿,就是把汉语脑机接口实时解码的技术难题给攻破了。这次突破不光是个科研成就,更是给中国失语患者找回语言能力开了条新路。 这个成果主要是把神经科学和人工智能混在一起搞出来的。大家都知道语言是人类思维的核心载体,全球有几千万人因为中风或者渐冻症这种病被困在“能听懂却没法说话”的状态里。在中国就有近800万这样的病人。以前大家主要研究英语这种拼音文字的解码,可汉语是单音节加声调的表意系统,神经编码机制特别不一样,以前一直没什么大进展。 项目负责人周志涛研究员说,汉语的奥妙在于用400个左右的基本音节加上四个声调就能拼出很多字。研究团队没直接去拼海量汉字,而是把音节和声调当成中间的解码单元。因为音节在大脑里持续的时间长也稳定,这样就省了好多麻烦事,解码的效率和准确率都提高了。 具体怎么做的呢?系统每50毫秒看一眼大脑皮层里的70到170Hz的高频波信号。把这些信号和发音开始的时间点对上号之后,双流解码器就能算出可能是哪些音节和声调的概率。再用汉语语言学的模型一优化,就能把“脑电信号”变成“音节声调”,最后变成完整的句子。 数据显示练了一阵子之后,系统对近400个常用音节的纯神经解码平均准确率达到了71.2%,单音节解码也就拖了65毫秒。说话的速度大概是每分钟49.6个汉字,这性能在国际上算很牛的了。 这次突破不光是让机器替人说话这么简单。团队把这项技术跟AI大模型和具身智能机器人连在了一起。受试者戴上他们研发的脑机接口操作系统,能让屏幕上的虚拟人动起来,也能跟大型语言模型聊天。最牛的是还能把语言指令直接变成控制指令,去抓东西或者做别的动作。这初步证明了大脑能直接操控外部设备和数字世界是真的可行。 虽然实验室里挺厉害,但要把这技术真正用到病人身上还有不少难关要过。现在的植入电极怎么让它在脑子里更安全更稳定地工作?还有那些更深层的神经编码机理和方言差异怎么处理?这些都得接着研究。团队打算一边搞技术积累一边跟医院合作做临床试验。 从解码英语到现在破解汉语脑机接口,每一次针对特定语言的突破都在扩大人类的沟通边界。这次中国科学家在这方面的首创性成果不光帮了失语患者一把,也让全世界看到了中国科学家解决世界性难题的本事。这预示着脑机接口技术很快就能从实验室走进现实生活了。以后它可能会跟康复医学、机器人学融合在一起,给人类带来一个大脑和外部世界直接沟通的新时代。