比Neuralink更小的"思维转换文字"芯片实现了91%的准确率

这种芯片由洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员开发，代表了脑机接口（BMI）这一热门领域的一次飞跃--这种设备能够读取大脑中的活动，并将其转化为现实世界中的输出，如屏幕上的文字。这是因为这种被称为微型脑机接口（MiBMI）的特殊设备非常小，由两块薄薄的芯片组成，总面积仅为8平方毫米（约0.32平方英寸）。相比之下，埃隆-马斯克的 Neuralink 设备则相对巨大，约为 23 x 8 毫米（约 0.3 x 0.9 英寸）。

此外，EPFL 的芯片组耗电量极低，据说是微创的，而且由一个完全集成的系统组成，可以实时处理数据。这与 Neuralink 不同，后者需要在大脑中插入 64 个电极，并通过位于大脑外设备上的应用程序进行处理。

EPFL 综合神经技术实验室负责人 Mahsa Shoaran 说："MiBMI 使我们能够以高精度和低功耗将复杂的神经活动转换为可读文本。这一进步使我们更接近于实用的植入式解决方案，它可以显著增强严重运动障碍患者的交流能力。"

与其他 BMI 一样，这种新型芯片的原理是监测大脑中的电活动，并利用以前的大脑监测数据集，将这些活动转换为输出。在这种情况下，MiBMI 能够读取想象画字母时形成的大脑信号，并将这些信号输出为文字。

与今年早些时候植入人类患者体内的 Neuralink 设备不同，新型 MiBMI 芯片尚未进行现场测试。不过，该芯片从以前的大脑接口测试中获得了实时神经记录，并在将神经活动转换为实际文本方面达到了 91% 的准确率。

新芯片的成功部分在于它采用了一种新方法来读取大脑发出的语言处理线索。在研究芯片的过程中，EPFL 的研究人员发现了一系列非常特殊的神经标记，当患者想象写下每个字母时，这些标记就会启动。他们将这些标记称为"独特的神经代码"或"DNC"。

这样，DNC就成了每个字母的速记符号，使 MiBMI 芯片组只需处理标记本身。每个标记的处理时间约为 100 字节，而不是通常与每个字母的想象相关的数千字节的神经数据。这是芯片能够在更小的空间内以更低的能耗完成工作的主要因素。研究人员说，DNC 系统还将缩短安装芯片的个人的训练时间。

研究人员说，MiBMI 目前能够解码 31 种不同的字符，这在同类集成系统中是创纪录的。他们认为，该系统最终可以解码多达 100 种不同的字符。

与其他 BMI 一样，EPFL 的芯片被认为是为那些无法进行交流的人，如 ALS 患者或其他严重运动障碍患者提供交流能力的一种方法。研究人员目前正在探索他们的系统在文本处理之外的其他用途。

"我们正在与其他研究小组合作，在语音解码和运动控制等不同情况下测试该系统，"Shoaran 说。"我们的目标是开发出一种多功能 BMI，可以针对各种神经系统疾病量身定制，为患者提供更广泛的解决方案"。"

最新一期《电气和电子工程师学会固态电路杂志》（IEEE Journal of Solid-State Circuits）上发表的一篇论文介绍了促成新 MiBMI 诞生的研究工作。