脑机接口技术,改变人生的开关“有意识,感知清晰,但不能动
日期:2023-09-05 10:07:58 / 人气:208
![](/uploads/image/20230905/1693884293.jpg)
看《逃离绝望的小镇》时给我印象最深的是故事中陷入“洼地”的场景,那是一种“真实的无奈”。
没想到,这种状态也是某些人的“常态”。
“闭锁综合征”,又称“LIS”,顾名思义。
你有完整的认知,健全的感知能力,五种感官都有,却被锁在一个没有任何肌肉运动的身体里。
30岁时,安·约翰逊因突发脑干中风而严重瘫痪,身体肌肉失去控制,甚至无法自主呼吸。
在接下来的几年里,安通过康复训练逐渐学会了控制自己的肌肉——她学会了自主呼吸,学会了控制颈部的肌肉,甚至现在还能笑能哭。
今年,借助脑机接口和AI技术的结合,安在瘫痪18年后第一次与丈夫再次“对话”。
用意念打字的方式真的不止一种。
在去年的Neuralink大会上,该公司展示了一只猕猴Sake在屏幕的软键盘上一个字母一个字母地输入“我可以吃零食吗”。
当然,清酒不懂英语,更别说拼写了。它所做的只是通过大脑控制屏幕上的光标,让它落在色块所指示的按键上,完成所谓的“打字”。
这种呈现方式也与早期的脑机接口“打字”模式有关。
此前,在语言交流技术领域,脑机接口主要采用“一次一个字母”的拼写输出。
近年来,这一领域发展迅速,许多研究团队开始采用更“自然”的输出模型。
2021年,加州大学旧金山分校的研究团队成功破解了一名患者大脑中负责促进声道运动的大脑信号,使患者能够一次性“思考”出一个完整的单词。
这项技术每分钟可以输出18个单词(总词汇量为50),准确率为93%。在日常生活中,英语使用者在日常交流中每分钟使用150-200个单词。
虽然只有平时速度的1/10,但这项研究证明,输出完整的单词而不是一个字母一个字母地输出是可行的,而且更符合人们的交流习惯。
这项研究在学术界引起了轰动,同时也感动了加拿大的安。
今年,Ann帮助加州大学的团队将研究推向了一个新的高度——每分钟输出的单词量跃升至近80个单词。
在这项新研究中,研究小组在安的大脑表面植入了一个带有253个电极的硅芯片,大小约为一张信用卡。
这些电极将拦截原本用于控制安的嘴唇、舌头、下巴、喉咙和面部肌肉的大脑信号,并将它们发送回计算机。接下来,计算机会通过AI算法分析这些信号背后对应的文本内容。
在接下来的几周里,Ann和研究团队开始训练语言模型——一遍又一遍地重复“说”1024个单词,直到算法能够识别相关的大脑信号。
值得指出的是,研究团队这次让AI识别的不是单词完整发音的信号,而是识别更小的语音单位——音素。
比如“Hello”这个词有四个音素:“hh”、“ah”、“l”、“OW”。
研究团队表示,以音素为识别单位后,算法只需要学习39个音素就可以分析所有的英文单词,而且可以提高系统分析的准确率和速度。
有趣的是,在加州大学团队发表论文的同一天,斯坦福大学的研究团队也在《自然》杂志上发表了类似的研究报告。
68岁的帕特·班尼特(Pat Bennett)是斯坦福大学项目的参与者,他在2012年被诊断出患有渐冻症,一直无法用语言清晰地交流。
Pat花了近半年时间训练系统,算法也是针对音素识别的,每分钟输出62个字左右。
至于准确率,当总字数为50时,准确率可达90%,但当词汇量扩大到12500字时,准确率为76%。
Ann采用的技术虽然输出率更高,但当其词汇量扩展到1024个单词时,准确率中值约为76%。
《自然》杂志评论说,这两项研究的参与者都能不同程度地控制自己的面部肌肉并发出声音。因此,这些技术是否可以用于完全无法控制剩余肌肉的患者还不确定。
其次,两个项目的设备系统“对于护理人员在家中使用仍然过于复杂,无法避免大量的培训和维护”。
参与Pat项目的杰米·亨德森(Jaimie Henderson)博士也认为,“需要通过手术放置的植入技术”在未来几年内仍将存在,但他认为这是ALS患者重获沟通能力的重要途径。
从“打字”到“对话”,我们追求的是什么?
这听起来可能有点不可思议,但安希望将来成为一名顾问,用自己的康复经验帮助类似的患者:
我想让这里的病人看到我,明白他们的生命没有结束。
我想告诉他们,残疾并不一定会阻止我们做我们想做的事情,或者拖累我们。
虽然Ann和Pat的“思维对话”的内容都呈现在一个屏幕上,但是Ann的内容多了一个可以“说出来”的数字头像。
这个数字化身将实时移动五官,并根据安试图说话时产生的大脑信号呈现出一种表情。
数字化身的合成语音是用十几年前安在婚礼上的发言视频素材训练出来的。
这一切都是为了让整个沟通过程更加自然。对于未来想做咨询师的Ann来说,对于未来的客户来说,这也是一种很舒服的沟通和表达方式。
当Ann第一次用这个系统来谈论移动数字化身的脸时,我知道我们已经做了一些会产生真正影响的事情。
该项目的研究员Kaylo Littlejohn说。
在介绍视频中,安通过这个系统与丈夫比尔进行了18年来的第一次对话,一次又一次地与家人聊天。
-嗨,一切都好吗?
-嗨,安,一切都好。你认为多伦多蓝鸟队(棒球队)今天会有怎样的表现?
-一切皆有可能。
-你似乎对他们不太有信心。
-是啊。
-好吧,我们得看看。
在安看来,时隔多年再次听到“自己”的声音,“就像听到老朋友的声音一样”,也是一种奇妙的体验。
考试那天,安迫不及待地让女儿听声音。
她生病时,女儿才6个月大。她对母亲的印象一直是在落后的输入设备中产生的带有英国口音的机械女声。
▲安和女儿的合影。
除了让日常交流更加自然,参与这个项目也让安再次感受到了使命感和意义感:
我在康复医院的时候,言语治疗师对我一点办法都没有。
成为这项研究的一部分后,我觉得我在为社会做贡献。
我觉得我又有工作了。
我能活那么久也是奇迹;这个项目让我在活着的时候真正的活下去!
好消息是,该团队计划推进研究,使该系统成为无线版本,这样安就不必依赖电缆来连接BCI系统:
如果像安这样的患者能够利用这项技术自由控制电脑和手机,将大大增强他们的独立性和社交能力。
的确,无论是用脑机接口来恢复交流能力还是行动能力,这些技术的最终目的都是为了重新建立患者的独立自主能力。
坏消息是,有时候技术越好,失去的时候越痛苦。
脑机接口被强行移除的人。
虽然脑机接口是一个充满未知风险的领域,但它的潜力也令人振奋。
除了解放“困在大脑中的话语”,脑机接口技术现在还可以让瘫痪的患者重新活动起来,治疗抑郁症,控制癫痫,减少帕金森患者的震颤,提高许多患者的生活质量。
2016年,脑机接口的研究只有340项左右,到2021年,这个数字已经增加到近600项。
这背后是越来越强大的计算机的出现,AI的发展,以及人们越来越小的智能设备。
但缺少的是对用户的保护。
我觉得自己无所不能。
脑机接口植入后,62岁的丽塔·莱格特(Rita Leggett)可以提前知道自己会得癫痫,吃药可以预防癫痫。
我能开车,我能与人交往,我更有能力做出好的决定。
2010年,莱格特参与了一个为癫痫患者开发的脑机接口技术项目,脑机接口技术正式植入。
植入后,莱格特很快就觉得自己和界面是“一体”的,他“重生”了。
重度癫痫患者很难有正常的生活。
你不知道什么时候会癫痫。正如莱格特提到的,如果你在开车、走在路上、或者只是一个人出门的时候癫痫发作,后果不堪设想。
▲图片来自MMC
莱格特三岁时被诊断患有严重的癫痫。
在使用植入物之前,她很少出门。
你可以想象当莱格特被告知移除植入物时,他是多么的崩溃。
2013年,也就是莱格特植入接口后的第三年,生产这种设备的公司NeuroVista没钱了,要求参与的志愿者取出植入物。
莱格特和丈夫想尽办法和NeuroVista协商留下设备,甚至愿意抵押房子,购买设备。
不幸的是,植入物最终被移除并违背她的意愿被回收。
失去(它)就像失去了一件对我来说非常珍贵和亲近的东西。它永远无法被取代。
它是我的一部分。
慕尼黑工业大学的伦理学家Marcello Ienca认为,这是对人权的侵犯,并没有得到理解和讨论:
被迫移除设备,剥夺了她由科技形成的新身份。
这家公司参与创造了这个全新的人...一旦设备被移走,那个人就被解雇了。
他们和其他法律学者认为,人们的精神完整性应该得到保护,“神经权利”应该得到承认。
另一方面,参与实验的人需要提前知道这些潜在的风险,参与实验就意味着接受这些风险。
然而,Ienca和Gilbert认为,BCI公司应该为参与者购买保险,如果他们想在测试后离开设备,保险可以支持维护和维修费用。或许州政府在审批相关项目时,也会提供相关的资金支持。
随着脑机接口技术的不断发展,相关问题会越来越多,需要及时开始思考,建立安全体系。
在Ienca看来,移除已经形成自我一部分的植入物就像强行移除人体器官一样不道德:
如果有证据表明,脑机接口已经成为人类自我的一部分,那么在这种情况下,除了医疗需要,在任何情况下,未经用户同意,都不应该移除植入物。
如果构成了这个人,那么你基本上就是在强行去除这个人的一部分。
虽然很多年过去了,但莱格特说起植入还是会流泪。根据塔斯马尼亚大学伦理学家弗雷德里克·吉尔伯特的说法:
这造成了某种创伤。
脑机接口技术是一个可以改变生活的“开关”。
但也许我们也应该想想是谁在控制这个开关。"
作者:摩登娱乐平台
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