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腦機(jī)接口讀析腦活動(dòng)，語(yǔ)言障礙患者將重獲說(shuō)話能力！

2019-04-29 17:00

神經(jīng)退行性疾病、中風(fēng)和腦損傷等，都有可能使人失去說(shuō)話能力。現(xiàn)在有一些輔助技術(shù)可以識(shí)別患者微小的面部運(yùn)動(dòng)，從而拼出單詞，但準(zhǔn)確度和時(shí)效性通常很差。

為了給患者提供更好的溝通方式，加州大學(xué)舊金山分校的研究人員最近開(kāi)發(fā)了一種腦機(jī)接口，可幫助語(yǔ)言障礙患者“說(shuō)話”。該系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)視用戶(hù)的大腦活動(dòng)，使用虛擬聲道將其轉(zhuǎn)換為自然的發(fā)聲語(yǔ)音，模擬喉部、舌頭、嘴唇和下頜等部位完成表達(dá)。

參與這項(xiàng)研究的研究人員Gopala Anumanchipalli表示，語(yǔ)音中心協(xié)調(diào)聲道運(yùn)動(dòng)的方式很復(fù)雜。他們推斷大腦中的語(yǔ)音中心是編碼動(dòng)作而非聲音，因此在解碼時(shí)做出對(duì)應(yīng)動(dòng)作才更為正確。

研究人員創(chuàng)建了一個(gè)虛擬聲道，然后使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)產(chǎn)生正確的聲音。研究員在監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)時(shí)大聲說(shuō)出特定短語(yǔ)，機(jī)器將神經(jīng)信號(hào)與虛擬聲道中的運(yùn)動(dòng)做出匹配，使這些運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生與原始短語(yǔ)緊密匹配的自然聲音。

另一位研究員Josh Chartier談到，若是“sh”和“z”這樣較慢的語(yǔ)音，合成難度比較低，可以保持語(yǔ)音的節(jié)奏、語(yǔ)調(diào)，表現(xiàn)說(shuō)話者的性別和身份。但如“b”和“p”這樣短促又模糊的發(fā)音，辨識(shí)起來(lái)就有些難度。不過(guò)，目前的準(zhǔn)確度對(duì)比以往實(shí)時(shí)通信已經(jīng)有了很大的提升。“無(wú)法移動(dòng)手臂和腿的人已經(jīng)學(xué)會(huì)用大腦控制機(jī)器人肢體，相信在未來(lái)，有語(yǔ)言障礙的人能夠?qū)W會(huì)用這種腦控制的人工聲道重新獲得說(shuō)話的能力�！盋hartier說(shuō)。