你的内心戏被看穿了?Cell重磅:脑机接口首次解锁“内心独白”

2025-09-07 08:30:06   阅览:297

【导语】8月14日,美国斯坦福大学团队在《细胞》发表突破性研究,首次破译大脑运动皮层内心言语神经密码,实现脑机接口(kǒu)实(shí)时(shí)解(jiě)码想象语句,或助失语者重建沟通。新技术下,无需开口想法也能解码,但隐私保护不容忽视,研究已探索相关保护机制。

编译:高杰

当你在心里默默数数或反复排练一句话还没说出口时这些私密的“内心独白”是否会被外界捕捉?8月14日,美国斯坦福大学团队发表在顶级期刊《细胞》上的突破性研究,首次破译了大脑运动皮层中内心言语的神经密码,并成功实现了用脑机接口(BCI)实时解码想象语句。这项技术或将帮助失语者重建沟通能力。


01“心里想”和“说出口”

内心独白,是人类思维的重要载体。它不仅是自我对话的工具,还深度参与到任务切换、规划、逻辑推理等多个认知过程中。研究人员利用植入运动皮层(负责言语产生的脑区)的微电极,记录了4名参与者(分别患有肌萎缩侧索硬化症或脑干中风)的神经活动。受试者被要求尝试发声或想象说出一组特定词汇。结果显示,内心独白与尝试发声激活的大脑区域高度重合,神经活动模式也相似。但两者也有细微差别:内心独白的神经(jīng)信(xìn)号(hào)强(qiáng)度(dù)更弱,且大脑存在特殊的“运动意图”维度,能明确区分“想说”和“只想”。

运动皮层包含一个代表“运动意图”的神经维度

02无需开口,想法也能被解码?

基于这些数据,团队训练了人工(gōng)智(zhì)能(néng)模(mó)型(xíng)来(lái)识(shi)别(bié)想(xiǎng)象(xiàng)中(zhōng)的(de)词语(yǔ)。在(zài)一(yī)次(cì)概(gài)念(niàn)验(yàn)证(zhèng)实(shí)验(yàn)中(zhōng),脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)从(cóng)多(duō)达(dá)12.5万(wàn)个(gè)单(dān)词的(de)词库(kù)中(zhōng)解(jiě)码(mǎ)想(xiǎng)象(xiàng)中(zhōng)的(de)句(jù)子(zi),准(zhǔn)确(què)率(lǜ)最高达74%。此外,脑机接口还能捕捉到受试者未被要求“说”出的内心独白,例如当受(shòu)试(shì)者(zhě)心(xīn)里(lǐ)默(mò)默数数时,系统也能识别出这些数字。传统的语音脑机接口要求用户反复尝试发声,这一过程不仅耗能,交流速度也受限。而内心独白脑机接口似乎提供了创新的解决方案:通过解码运动皮层中的内心独白信号,用户无需实际发声就可实现信息的传递,使交流变得更加自然流畅。研究中的实例显示,经过训练的脑机接口系统,能够准确解码一般性句子,帮助用户实现简单沟通。

03内心独白会被“窃听”吗?

随着内心独白脑机接口技术的进步,一个不容忽视的问题是:我们是否(fǒu)会(huì)无(wú)意(yì)中(zhōng)暴(bào)露(lù)自(zì)己(jǐ)的(de)隐(yǐn)私(sī)?研(yán)究(jiū)指(zhǐ)出(chū),在(zài)某(mǒu)些(xiē)认(rèn)知(zhī)任务中,如序列回忆和计数时,部分自由形式的内心独白确实可以被解码。这引发了关于隐私保护的深刻讨论。毕竟,每个人的内心世界都是独一无二的,包含了无数未说出口的想法和感受。如果这些内容被未经授权地解码,将是对个人隐私的严重侵犯。面对这一挑战,研究人员积极探索并展示了高保真策略。

他们开发出两种(zhǒng)隐(yǐn)私(sī)保(bǎo)护(hù)机(jī)制(zhì),能(néng)有(yǒu)效(xiào)防(fáng)止(zhǐ)语(yǔ)音(yīn)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)无(wú)意(yì)中(zhōng)解(jiě)码(mǎ)私(sī)人(rén)内(nèi)心(xīn)独(dú)白(bái)。▲“意(yì)象(xiàng)沉(chén)默(mò)”解(jiě)码(mǎ)器(qì):通(tōng)过(guò)训(xun)练(liàn),让(ràng)系(xì)统(tǒng)在(zài)检(jiǎn)测(cè)到(dào)“内(nèi)心(xīn)言(yán)语(yǔ)”时自动静音,只响应“尝试说话”的信号;▲关键词解锁:只有在心里默念一个特定关键词(如“开始”),系统才会启动解码,否则始终处于“休眠”状态,准确率高达98.75%。

简(jiǎn)单(dān)策(cè)略(è)可(kě)防(fáng)止(zhǐ)内(nèi)心(xīn)言(yán)语(yǔ)被(bèi)语(yǔ)音(yīn)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)解(jiě)码(mǎ)

从(cóng)“努(nǔ)力(lì)发(fā)声(shēng)”到(dào)“默(mò)默(mò)一(yī)想(xiǎng)”,脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)的(de)进(jìn)步(bù)不(bù)仅(jǐn)是(shì)技(jì)术(shù)突(tū)破(pò),更(gèng)重(zhòng)新(xīn)定(dìng)义(yì)了(le)“沟(gōu)通(tōng)”的(de)边(biān)界(jiè)。尽(jǐn)管(guǎn)研(yán)究(jiū)取(qǔ)得(de)了显著进展,但仍存在局(jú)限(xiàn)性,比如样本量的有限性意味着这些发现可能无法直接推广至所有人群。此外,个体在认知任务中运用内心独白的程度和方式可能(néng)存在差异,这也为解码工作带来了不确定性。然而,随着传感器技术的不断进步和算法的持续优化,研究团队相信,内心独白脑机接口将在保护用户隐私的同时,实现更加精准和高效的交流。