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患有失语症的人——一种影响人的脑部疾病在美国，大约有一百万人在努力将自己的思想转化为文字，理解口语。

德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的两位研究人员展示了一种基于人工智能的工具，该工具可以将人的想法翻译成连续的文本，而不需要人理解口语。根据一个人独特的大脑活动模式来训练这个工具的过程只需要大约一个小时。这是建立在团队早期的工作基础上的，他们创造了一个大脑解码器，需要对人们听音频故事时的大脑活动进行长时间的训练。这一最新进展表明，通过进一步改进，脑机接口有可能改善失语症患者的交流。

“能够使用语言和视觉来访问语义表示，为神经技术打开了新的大门，特别是对于那些努力产生和理解语言的人，”德克萨斯大学博士后研究员、亚历克斯·胡特实验室的杰里·唐说，他是《当代生物学》上一篇描述这项工作的论文的第一作者。“它为我们提供了一种创造基于语言的脑机接口的方法，而不需要任何语言理解能力。”

在早期的工作中，该团队训练了一个系统，包括一个类似于ChatGPT使用的变压器模型，将一个人的大脑活动转化为连续的文本。由此产生的语义解码器可以产生文本，无论一个人是在听一个音频故事，考虑讲一个故事，还是在看一个讲故事的无声视频。但也有局限性。为了训练这个大脑解码器，参与者必须在fMRI扫描仪中一动不动地躺上大约16个小时，同时听播客，这对大多数人来说是不切实际的过程，对有口语理解缺陷的人来说可能是不可能的。最初的大脑解码器只对它训练的对象有效。

通过这项最新的工作，该团队已经开发出一种方法，使现有的大脑解码器（经过艰苦的训练）适用于只需在功能磁共振成像扫描仪上训练一个小时的新人，同时观看简短的无声视频，比如皮克斯短片。研究人员开发了一种转换算法，该算法学习如何将一个新人的大脑活动映射到之前用于训练大脑解码器的人的大脑活动上，从而在一小部分时间内对新人进行类似的解码。

胡特说，这项研究揭示了我们大脑如何工作的一些深刻问题：我们的思想超越了语言。

计算机科学和神经科学副教授、资深作者胡特说：“这表明，当你听别人给你讲故事时，大脑中发生的事情与你看讲故事的视频时大脑中发生的事情有很大的重叠。”“我们的大脑将这两种故事视为相同的。它还告诉我们，我们解码的实际上并不是语言。它是一种高于语言水平的东西的表征，与输入的形态无关。”

研究人员指出，就像他们最初的大脑解码器一样，他们改进的系统只适用于愿意参与训练的合作参与者。如果接受解码器训练的参与者后来表现出抵触情绪——例如，通过思考其他想法——结果就无法使用。这减少了误用的可能性。

虽然他们最新的测试对象在神经系统上是健康的，但研究人员也进行了分析，模仿失语症参与者的大脑损伤模式，结果表明解码器仍然能够将他们所感知的故事翻译成连续的文本。这表明这种方法最终可能对失语症患者有效。

他们现在正与德克萨斯大学戴尔医学院和穆迪传播学院研究失语症的副教授玛雅·亨利（Maya Henry）合作，测试他们改进的大脑解码器是否适用于失语症患者。

“思考如何创建最有用的界面，并使模型训练过程对参与者来说尽可能简单，这是一件有趣而有益的事情，”唐说。“能继续探索我们的解码器如何帮助人们，我真的很兴奋。”

这项工作得到了美国国立卫生研究院耳聋和其他交流障碍研究所、白厅基金会、阿尔弗雷德·p·斯隆基金会和巴勒斯·威康基金会的支持。