【问题】全球约8000万人因脑卒中、渐冻症等疾病失去语言能力,其中我国患者占比接近10%。传统辅助设备多依赖肌肉控制或眼动追踪,难以支持更复杂的表达。汉语是全球使用人数最多的语言之一,其声调特性与西语系存明显差异,而国际脑机接口研究长期聚焦英语解码,中文涉及的方案此前相对缺乏。 【原因】研究团队负责人周志涛表示,汉语解码主要面临两上挑战:一是单音节与声调组合的神经表征更为复杂,二是缺少成熟的语言模型适配框架。英语解码通常依托约2万词库,而汉语可通过约400个音节与4个声调的组合覆盖日常表达。此特性在增加解码难度的同时,也为技术路径提供了新的切入点。 【技术突破】团队提出“音节-声调”双流解码架构: 1. 硬件层面:采用柔性电极阵列,实现对大脑皮层信号的高保真采集,信噪比较传统设备提升40% 2. 算法层面:构建多级漏斗式处理流程,基于70-170Hz高频脑电特征提取,将单音节解码时间控制在65毫秒内 3. 系统整合:引入语言概率模型,使“脑电→音节→语句”转化准确率达到71.2%,刷新汉语解码纪录 【临床价值】在近期试验中,受试者通过该系统实现三类交互: - 直接驱动虚拟形象进行对话 - 与智能系统完成问答交互 - 操控机械手完成精细动作 这表明该技术已不止于基础语言功能重建,应用场景正向更高层级的人机协同延伸。 【行业影响】该成果有望改变语言脑机接口领域长期以英语为中心的技术格局,并为中文神经编码相关国际标准的制定提供参考。医疗器械行业协会评估显示,技术成熟并推广后,康复治疗成本有望降低60%以上,潜在市场规模可达百亿元级。
这项成果反映了我国在脑机接口领域的自主研发能力,也回应了失语人群对沟通重建的迫切需求。从基础研究到临床验证,从语言重建到多元交互,汉语脑机接口的突破不仅为患者提供了更接近自然表达的可能,也为神经工程与人工智能等领域的交叉融合带来新的方向。随着技术深入完善并加快临床转化,对应的系统有望在未来几年惠及数百万患者,并推动全球脑机接口研究走向多语言、多场景应用。