能源經濟及策略、新及再生能源、火力、核能及核設施除役、原子科技及民生應用的專業資訊平台



如果再更早一點成功,史蒂芬•霍金就能用腦波說話了

出處 NIH 作者 劉聖哲 年份 2019/05/15
報告類型 能源新聞 分類 能源新聞 資料時間 2019年5月
原始連結 原始連結

  由美國國立衛生研究院(NIH)「大腦啟動計畫」(BRAIN Initiative, The Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies® Initiative)所支持的一項研究中,科學家將癲癇患者的大腦訊號編譯成電腦程式,讓電腦可以模仿人類自然說話,此項成果有朝一日會為某些病患的溝通能力帶來重大助益。

  該研究的資深作者加州大學舊金山分校(UCSF)神經外科學教授Edward F. Chang博士在「Nature」期刊上發表說:「我們多數人都把說話視為是簡單且理所當然的,因此當失去說話能力時人生就變成黑白。我希望我們的研究能幫助因臉部肌肉癱瘓而無法說話的人。」

  在這項研究中,UCSF的語音科學家和神經科學家記錄說話能力正常之癲癇患者的大腦訊號,然後將訊號以不同之精準度重建語音。科學家要求患者說出完整句子同時掃描患者的腦部,再將掃描所得數據用來驅動電腦合成語音。此外,僅是簡單模仿說話的動作也能提供電腦足夠的訊息以便重建幾個相同的聲音。

  對於臉部、舌頭和喉部肌肉因中風或其他神經系統疾病而癱瘓的患者來說,目前是有設備可以幫助他們將頭部或眼睛之運動轉化為語音來進行溝通,可是這類設備現在只能以選擇字母或單詞的方式構建句子,所以操作的速度非常有限。

  本研究共同作者語音科學家Gopala K. Anumanchipalli博士說道:「目前的技術讓患者每分鐘頂多只能表達10個單字,可是人類自然的語速則大約是每分鐘150字,如此大的差異促使我們找尋直接從大腦錄製語音的方法。

  研究人員以兩個步驟解決這個難題:首先記錄癲癇患者說話或模仿語句時大腦的訊號,據以測繪出大腦如何指揮嘴唇、舌頭、下顎和聲帶而能發出不同的聲音;然後研究人員將測繪資料用於訓練產生合成語音的電腦演算法。未來研究人員還將繼續設計一項包括癱瘓、語言障礙患者的臨床試驗,以確定收集大腦訊號數據的最好方式,讓現在已訓練好的演算法更為精進。

  NIH國家神經疾病與中風研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)主任Jim Gnadt博士說:「本項研究結合了最先進技術和大腦如何產生語音的相關知識,企圖解決許多患者面對的重大困難,這正是NIH BRAIN Initiative成立的主旨之一:將人類神經科學用來促進醫護產業的進步。」