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研究可让大脑的电信号还原成声波信号

2012/02/02 来源:果壳网
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导读
研究者表示现在已经可以解码大脑的电信号,然后重新产生出人们听到的声音。这些声音还原度足够高,以至于单个的单词都可以被听出来。

研究者表示现在已经可以解码大脑的电信号,然后重新产生出人们听到的声音。这些声音还原度足够高,以至于单个的单词都可以被听出来。

《公共科学图书馆.生物学》1月31日发布一项研究,研究者表示他们可以解码大脑的电信号,然后重构出人们听到的内容。

美国加州大学伯克利分校的神经科学家布莱恩.柏斯里(Brian Pasley)和同事一起,记录了15名被试的脑部活动。这些人当时正在接受诊断,然后将会经历一些与研究无关的神经外科手术。研究者将一些电极放置于大脑颞上回表面,这是大脑听觉系统的一部分,并播放预先记录好的单词和句子,同时记录这些人的神经活动。

颞上回被认为会参与语音处理的中间阶段,比如将声音转化为音素或音位。柏斯里表示,研究的主要目标是弄清楚人类大脑是如何理解不同腔调的语音的,比如不论说话快慢,或是说话人是男是女,我们都能正确地理解。研究者建立了计算模型,验证了关于大脑结构对话的一些假说,以确定这些假设是否能够与脑部记录相符合。

研究者利用一些算法从电极记录的信息中提取出了言语的一些关键特征,并将这些数据输入了计算模型中,科学家发现他们能够重新产生出病人们听到的声音,这些声音还原度足够高,以至于单个的单词都可以被听出来。

在语言感知中,大脑会编码并解读复杂的、由多个频率构成的声音信号,信号的变化程度精细到十万分之一秒。这个发现有助于我们理解人类大脑将声音转化为有意义的内容的过程,并可能有不少重要的临床应用。

柏斯里表示,有证据显示感受到的语音和想象出的语音在脑部的表现形式很近似,这种近似性可能最终能帮助发展脑机接口,解码脑部活动,帮助中风患者等不能交流的人。

对于这个研究,英国伦敦大学学院研究语言感知和语音生成的神经科学家斯科特(Sophie Scott)表示,她还持一些保留态度,希望研究能使用一些非语音的刺激,比如音乐或者非智能的声音来作为对比。不过这个研究确实是一个漂亮的工作。

编译自: 《自然》网站1月31日

原文: 请看这里

图片:OSCAR BURRIEL / SPL

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