記者 俞陶然 見(jiàn)習(xí)記者 李昂

  最近，上海巖思類腦人工智能研究院與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院合作，在腦機(jī)接口領(lǐng)域取得突破。10例受試者的大腦植入電極后，經(jīng)過(guò)短時(shí)間訓(xùn)練，通過(guò)解碼其大腦神經(jīng)電活動(dòng)，與腦部電極相連的電腦就會(huì)實(shí)時(shí)顯示出他們想說(shuō)的中文語(yǔ)句。這一進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的科研成果，將為漸凍癥、腦卒中等失語(yǔ)患者帶來(lái)福音。

  腦機(jī)接口是實(shí)現(xiàn)大腦與外部設(shè)備信息交互的交叉前沿技術(shù)，在醫(yī)療、康養(yǎng)、教育等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，上海在全國(guó)率先開(kāi)展腦機(jī)接口關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)性布局，培育產(chǎn)學(xué)研醫(yī)深度融合的創(chuàng)新生態(tài)，已涌現(xiàn)出一批國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的科研成果。

  通過(guò)解碼大腦神經(jīng)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)“意念說(shuō)話”這一突破，就源自產(chǎn)學(xué)研醫(yī)深度融合的創(chuàng)新生態(tài)。華山醫(yī)院院長(zhǎng)毛穎介紹，在市科委支持下，華山醫(yī)院利用多年積累的臨床資源，建立了一個(gè)高質(zhì)量顱內(nèi)腦電數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，華山醫(yī)院與國(guó)內(nèi)多家神經(jīng)外科頭部醫(yī)院組建了iBrain腦電數(shù)據(jù)聯(lián)盟。巖思類腦等加入聯(lián)盟的成員單位可獲得高質(zhì)量顱內(nèi)腦電數(shù)據(jù)集，用于腦機(jī)接口技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)。

  “在這個(gè)全球最大的人類顱內(nèi)腦電數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，我們團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出腦電大模型，它類似于ChatGPT的底層預(yù)訓(xùn)練模型，能精準(zhǔn)讀取腦電信號(hào)的意圖。”巖思類腦首席科學(xué)家李孟教授說(shuō)。

  解讀語(yǔ)言方面的腦電信號(hào)，是腦電大模型的重要功能。據(jù)介紹，解讀中文的腦電信號(hào)比英文難得多，因?yàn)橛⑽牡囊羲刂挥薪?0個(gè)，而中文的聲母、韻母、四聲的排列組合，使音素多達(dá)400個(gè)以上。憑借先進(jìn)的多腦區(qū)立體腦電協(xié)同解碼技術(shù)，以及高質(zhì)量顱內(nèi)腦電數(shù)據(jù)集的支撐，巖思類腦應(yīng)用其自研的腦電大模型破解了這個(gè)復(fù)雜語(yǔ)言系統(tǒng)難題。目前，腦電大模型對(duì)中文聲母的識(shí)別準(zhǔn)確率超83%，韻母識(shí)別準(zhǔn)確率超84%，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

  參加臨床試驗(yàn)的癲癇受試者此前已植入多根sEEG（立體定向腦電圖）電極，在模型訓(xùn)練階段，他們耗時(shí)100分鐘，朗讀了54個(gè)漢字。在訓(xùn)練過(guò)程中，電極采集了受試者不同腦區(qū)、不同深度的腦電信號(hào)，將它們輸入腦電大模型。這是一個(gè)模型微調(diào)過(guò)程，腦電大模型將受試者讀出的54個(gè)漢字拆分成聲母和韻母，精準(zhǔn)識(shí)別它們對(duì)應(yīng)的腦電信號(hào)，進(jìn)而利用“聲母/韻母—音節(jié)—單字—語(yǔ)句”四級(jí)解碼架構(gòu)，為每一名受試者構(gòu)建了個(gè)性化的腦電大模型。

  臨床試驗(yàn)顯示，腦電大模型可在54個(gè)漢字訓(xùn)練集基礎(chǔ)上，解讀出1951個(gè)常用漢字，外推率高達(dá)1∶36，具有很強(qiáng)的泛化性。半秒鐘內(nèi)，大模型就能解讀出一個(gè)完整的中文語(yǔ)句，且語(yǔ)句字?jǐn)?shù)沒(méi)有限制，理論上可達(dá)到很高的輸出率。

  李孟認(rèn)為，這一腦機(jī)接口技術(shù)突破意味著能把人的想法準(zhǔn)確、高效地轉(zhuǎn)化成文字。今后，它不僅能讓失語(yǔ)患者重獲語(yǔ)言表達(dá)能力，還能利用大腦神經(jīng)活動(dòng)解碼生成的文字獲得其他能力，如用意念操控物理智能設(shè)備、與元宇宙進(jìn)行交互，或利用多模態(tài)大模型繪畫，把腦海中的語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為表達(dá)夢(mèng)想的畫作。