想知道你的宠物每天都在想什么吗?
现在,这事真的有可能实现了。
最近《Nature》发表的一篇研究中,科学家们成功把人类和豚鼠的大脑连接在了一起。
他们发现,人类可以识别豚鼠脑内的语音信息,识别率最高可达 70%。
这不禁让人想开个脑洞:
或许有一天,我们真的能跨物种脑电波交流了!
用豚鼠大脑听到声音
所以,人类识别豚鼠脑内的信息,是怎么做到的?
首先,科学家们选择让人类听到所传输的信息。
为了能够实现不同物种大脑之间的信息传输,科学家们选择把豚鼠的大脑看做一个可以处理信息的机器,即 " 编码器 "。
研究人员在豚鼠的下丘脑植入多通道微电极,用它来记录豚鼠的神经反应模式。
试验过程中,他们给豚鼠听一个单词,豚鼠的听觉系统会做出相应的反应,多通道微电极把这一过程中产生的信号传输给人类。
而人类想要接收到信号,则需要用到人工耳蜗,可以将它理解为一个解码器。
人工耳蜗本身可以把声音转化为一定形式的电信号,通过植入人体内的电极系统刺激听觉神经,从而恢复或重建人的听觉功能。
在这项试验中,研究人员只需要把电信号输送给人工耳蜗,人体内的电极系统用这些信号刺激听觉神经,然后人就能听懂豚鼠所听到的单词了。
具体效果如何呢?
研究人员主要设置了两种测试:
第一项测试中,受试者并不知道自己听的是一个单词,他只需要描述出所听到声音的长度、节奏和响度;
第二项测试,则是让受试者在给出的 4 个单词中,选出认为自己听到的那一个。
判断测试情况好坏主要也有两个标准:
第一是测试对象是否可以选出正确的单词;
第二则是不考虑所选单词的对错,只要测试对象能判断出声音信号来自于同一个单词即可。
总的来说,受试者在选择单词的测试中的表现更好:
他们选择出正确词汇的概率在 34.8%;
能够识别出同一个单词的概率有 53.6%,最高识别率达到了 70%。
而在描述测试中,在告知测试对象所听到的声音信号来自于一个单词后,8 位受试者中有 6 人可以在 50% 以上的测试中识别出相同单词的信号。
虽然成功率不是非常高,但是这样的结果也足以让人感到兴奋了。
研究人员也表明,成功率不高和试验条件有一定关系。
比如豚鼠下丘脑对低频率声音的记录非常有限,500 赫兹以下的信号几乎没有被记录。
也就是说一些可以区别单词的关键频率,可能没有被记录到。
以及该研究中的测试对象均为人工耳蜗的使用者,他们的听觉系统已经受损,神经也会出现相应地退化,所以这也会影响他们判读声音信号的准确性。
One More Thing
如此赛博朋克的研究,也让网友们开了脑洞,有人就激动地表示:
我迫不及待想知道我的狗子每天在想什么!
我一定会又痴迷又害怕。
本质上,它更多是为了探索新的声音编码方式。
科学家们可以通过研究动物编码声音信息的方式,来开发新的语音编码方式,进一步提升人工耳蜗在噪音感知、音乐编码等方面的性能,为听障人群提供更好的体验。
该研究的通讯作者为西北大学范伯格医学院的 Alan G. Micco 博士,目前他是一名耳鼻喉科医生,主要研究领域为人工耳蜗、听神经瘤。
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