语言脑机接口实现“植入式高通量柔性脑机接口”

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员周志涛领衔的团队,在语言脑机接口技术上取得了重大突破。他们构建了“植入式高通量柔性脑机接口系统”,并开发了配套的“汉语言实时神经网络解码算法”。这项研究把汉语脑机接口的实时解码推到了一个新的高度。 过去,由于脑卒中、肌萎缩侧索硬化、严重脑外伤等疾病,许多人失去了语言能力,陷入“沉默困境”。现在,我国有近八百万这类语言障碍患者,给他们重建交流能力是一个严峻的挑战。 这个团队通过创新的策略来解决问题。他们把汉语的“音节+声调”作为核心中间解码单元,而不是像英语那样直接解码海量单词或音素。汉语的特点是约400个音节加上四声声调组成数千汉字,这个特点给解码带来了一些困难,也带来了创新的机会。 他们构建了高效的实时解码数据流。系统从大脑皮层提取高频脑电信号,精确对齐发音起始时间,然后通过双流解码器分析目标音节和声调的概率分布,再结合语言模型合成完整的句子。这个过程在50毫秒内完成。 实验数据显示,系统对近400个常用汉语音节的解码准确率达到71.2%,单次解码延迟只有65毫秒。实时语句输出速度达到每分钟49.6字,基本满足实用交流需求。 这个团队还把语言脑机接口和人工智能、具身智能技术结合起来。他们开发了通用脑机操作系统,让受试者可以通过脑电解码驱动虚拟数字人、和AI模型对话、甚至操控机械灵巧手完成复杂动作。 周志涛研究员认为,在人工智能时代,语言脑机接口不仅仅是恢复生理功能的工具,还有可能成为人机融合的“控制中枢”和“信息枢纽”,拓展人类对外部设备的控制维度和协作深度。 这项研究不仅为失语患者带来了希望,也为全球脑机接口技术多样化发展提供了中国智慧和方案。从实验室到临床应用还有很长一段路要走,包括植入安全性和成本优化等问题需要解决。但毫无疑问,这次突破为人类打开了一扇新的大门,预示着人机交互和神经康复的未来正在加速到来。