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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%。 也就是说，人类和豚鼠之间实现了脑 - 脑传输信息（brain-to-brain interface）。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。 △第二项测试总结果△第二项测试中的 21 组测试情况总的来说，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。 上图中，图（c）是受试者大脑接收信号后的神经元光栅图，从中可以看出，受试者接收的最低频率为 500 赫兹。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。 不过这项研究可真不是为了让你能知道自家狗子脑子里想啥的。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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发表于 2021-6-21 18:17:04
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