大腦植入物“讀心”也有密碼保護了

　　8月14日發表于《細胞》的一項研究顯示，一種大腦植入物可以解碼人的內心獨白，但只有當用戶想起預設密碼時，該設備才能工作。

　　這種“讀心”裝置，即腦機接口（BCI），能準確破譯高達74%的想象句子。然而，只有當用戶想到一個特定關鍵詞時，它才開始解碼用戶的內部語言——人們腦海中的無聲對話，這確保了裝置不會不小心翻譯出用戶希望保密的句子。

　　美國范因斯坦醫學研究所的神經工程師Sarah Wandelt表示，這項研究在開發能夠準確解碼內部語言的BCI設備方面，邁出了“技術上令人印象深刻且有意義的一步”。此外，這種密碼機制還為保護用戶隱私提供了一種直接方法，這對于實際應用而言，是一個至關重要的特性。

　　BCI系統將大腦信號轉化為文本或音頻，已成為讓癱瘓或肌肉控制能力有限的人恢復言語能力的有前景的工具。大多數BCI設備要求用戶嘗試大聲說話，這可能既費力又不舒服。去年，Wandelt和同事開發了首個用于解碼內部語言的BCI，該設備依賴于緣上回的信號，這是一個在語音和語言方面起重要角色的大腦區域。但論文作者、美國斯坦福大學的神經工程師Erin Kunz說，這些BCI存在意外解碼用戶本無意說出的句子的風險。“因此，我們想要對此展開深入研究。”

　　Kunz和同事分析了4名參與者的大腦信號，這些信號是由植入運動皮層（負責自主運動的大腦區域）的微電極收集的。4名參與者都有言語困難，一人因中風，另外3人因運動神經元病—— 一種導致肌肉控制能力喪失的神經退行性疾病。研究人員指導參與者嘗試說出或想象說出一系列詞語。

　　參與者的大腦活動記錄顯示，說話嘗試和內部語言起源于相同的大腦區域，并產生相似的神經信號，但與內部語言相關的信號更弱。

　　接下來，Kunz和同事利用這些數據訓練人工智能模型，以識別神經記錄中最小的語音單位——音素。該團隊使用語言模型將這些音素實時拼接成單詞和句子，這些詞匯來自12.5萬個單詞。

　　對于兩位被指導思考特定短語的參與者，該設備正確解碼了他們74%的句子。Kunz說，這種準確率與該團隊之前用于解碼說話嘗試的BCI的準確率相當。

　　在某些情況下，該設備還解碼了參與者默數屏幕上顯示的粉色矩形時所想象的數字，這表明該BCI可以檢測到自發的內部語言。

　　為解決意外解碼用戶無意說出的句子的風險，研究人員為BCI系統添加了密碼功能，以便參與者可以控制解碼的開始時間。當參與者想象密碼“Chitty-Chitty-Bang-Bang”—— 一本英文兒童小說的名字時，BCI識別的準確率超過98%。

　　瑞士日內瓦大學的神經工程師Silvia Marchesotti說，這項研究令人興奮，因為它揭示了內部語言和說話嘗試之間的神經差異。她補充說，探索運動皮層以外的大腦區域的言語信號將非常重要。

　　“如果我們觀察大腦的其他部分，也許可以解決更多類型的語言障礙。”Kunz說。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.015