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驚人突破!中風患者重拾雙語溝通 AI開啟新時代

腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI)技術,涉及解碼大腦訊號,並將訊號傳輸至外部設備,以執行各種操作;示意圖。(路透資料照)

腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI)技術,涉及解碼大腦訊號,並將訊號傳輸至外部設備,以執行各種操作;示意圖。(路透資料照)

2024/05/26 16:40

〔編譯陳成良/綜合報導〕一支來自美國加州大學舊金山分校(University of California, San Francisco)的神經外科和人工智慧(AI)專家團隊,成功幫助一名中風後幾乎失語的患者恢復了語言能力,且能以兩種語言進行交流。此研究結果近日發表於《自然生物醫學工程》(Nature Biomedical Engineering)期刊。

根據美國科學新知網站《Popular Science》23日報導,研究團隊為一名化名「潘喬」(Pancho)的患者頭骨內植入了腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI),並結合AI技術處理數據,實現了語言能力的恢復。

在30多歲時,潘喬與加州大學舊金山分校(University of California, San Francisco)的神經外科醫生愛德華·張(Edward Chang)合作,研究中風對其大腦的長期影響。張的團隊在2021年的一項開創性研究中,在潘喬的大腦皮層植入了電極,以記錄神經活動,並將其轉換為屏幕上的文字。

潘喬的第一句話是「我的家人在外面」(My family is outside),以英語呈現。但潘喬是西班牙語母語人士,他在中風後才學習英語。西班牙語依然讓他感到熟悉和歸屬。「人們所說的語言與他們的身份密切相關,」張說:「所以我們的長期目標從來不只是替換單詞,而是幫助人們恢復聯繫。」

為了實現這個目標,研究團隊開發了一套AI系統來解讀潘喬的雙語演講。這個項目由張的博士生亞歷山大·席爾瓦(Alexander Silva)領導,訓練AI系統時,潘喬嘗試說出近200個單詞,每個單詞的發音都形成了獨特的神經模式,被電極記錄下來。

研究人員將他們的AI系統應用於潘喬嘗試說出的短語,該系統包含西班牙語模組和英語模組。對於短語中的第一個單詞,西班牙語模組會選擇與神經模式最匹配的西班牙語單詞。

大語言模型(LLM)在解碼過程中起到了重要作用,顯著提高了準確性。該系統在辨別潘喬使用西班牙語和英語時的準確率達88%,整體詞彙解碼準確率為75%。這一突破不僅展示了BCI和AI技術在語言恢復中的潛力,也為未來的神經康復治療提供了新的思路。專家認為,這一技術有望在更多失語症患者中應用,並進一步提升他們的生活質量。

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