AI助腦波溝通!未來腦中想「叫外送」,餐點自動到家?

一項日前發表的美國研究運用AI解碼大腦活動,成功重製出受試者腦中的音樂旋律。未來也許能讓因病無法說話的人,透過腦波就能與人溝通或創作音樂;甚至還能幫你達成「懶人點菜」奇蹟。

也許未來,只要在腦中想著「叫外送」,就能靜靜等待餐點的到來,而不需停下手邊的工作,分神操作外送APP。因為你已經透過腦波,將外送訊息傳達出去了。

加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)研究團隊8月中在國際科學期刊《PLOS Biology》發表了一篇論文,透過AI模型分析受試者的大腦活動,並重建出他們所聆聽的音樂旋律。研究者、加州大學柏克萊分校教授奈特(Robert Knight)表示,未來希望能開發更好的腦機介面(brain-machine interface),讓像已故物理學家霍金(Stephen Hawking)的癱瘓病人,可以僅透過思考傳達訊息。

AI蒐集腦部資料,發現音樂較文字包含更多元素

此研究以在紐約奧爾巴尼醫療中心(Albany Medical Center)接受腦部手術的29名癲癇患者為研究對象,在手術時將2668個顱內腦電圖(intracranial electroencephalography,iEEG)電極放置於其大腦表面,並紀錄受試者在聆聽英國搖滾樂團平克·佛洛伊德(Pink Floyd)的歌曲《牆上的另一塊磚》(Another Brick in the Wall)時的腦部活動。

事後研究者以AI模型分析蒐集到的腦部資料,並還原出原先的歌曲旋律。奈特指出,使用更高密度的電極,可能會提高重製音樂的品質,「受試者使用的電極平均距離約為5毫米,但我們有幾個受試者使用距離3毫米的電極,他們在音樂重建的結果最準確。」

奈特表示,之所以選擇音樂作為實驗載體,是因為音樂能夠跨越國界,「我認為音樂先於語言發展,而且是跨文化的。」此外,他也說明,過去雖已有從大腦紀錄中重建出字詞的研究,但這些研究成品都較為機械化,不像音樂帶有情感和節奏。此研究也希望能進一步探究有些語言障礙患者不能說話、卻能唱歌的原因。

研究者選擇能跨越國界的音樂作為實驗載體,以AI模型分析蒐集到的腦部資料,並還原出原先的歌曲旋律。Unsplash by Gabriel Gurrola
研究者選擇能跨越國界的音樂作為實驗載體,以AI模型分析蒐集到的腦部資料,並還原出原先的歌曲旋律。Unsplash by Gabriel Gurrola

透過腦波就能解讀思考的主旨

研究者將對此技術的未來想像,形容為「大腦的外接鍵盤」。另一位研究者貝利爾(Ludovic Bellier)分享,隨著大腦紀錄技術的發展,最終可能可以使用置於頭皮上的電極記錄大腦活動,而不需要透過侵入性手術。

在此之前,德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin )曾發表一個類似的研究,他們透過病患進行功能性磁振造影(fMRI)時蒐集到的腦部資料,試圖解碼其腦中思考內容。該研究團隊使用了Open AI的GPT-1建立AI模型,不過該系統仍不夠準確,無法解讀確切的單詞,僅能分析句子的主旨。

貝利爾表示,這項技術將首先運用於有醫療需求的患者。對於許多人擔心的隱私外洩疑慮,他說明,腦電圖所傳遞的訊號可以加密,並且AI系統相當個人化,目前需要大量的侵入性電極與訓練資料,才能更好的轉譯訊息,因此不必擔心自己腦中的秘密會被AI「竊聽」。

前述德州大學的研究團隊成員之一胡特(Alexander Huth)也十分看好此研究,「這項新研究很好地證明了,許多為語音解碼開發的技術也可以應用於音樂。音樂在我們的生活中是多麼重要,卻是我們研究中被低估的領域。」他也期待,未來的科技能不只是重製人們聽見的音樂,而是能具體地將人們想像中的旋律轉化出來。

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