大腦翻譯機


人類的語言表達能力,一直是個既奇妙又複雜的事情,雖然其他動物也能夠互相溝通,但目前已知只有人類的語言能夠輕鬆地表達時間及空間的概念,而這也造就了人類的文明如此堅不可摧。從以前到現在,有些人因為腦傷而無法正常的與人溝通,所幸現代的科技能透過腦機介面,來幫助病人傳達他想說的,而本篇文章則在探討他們的團隊,如何用全新的方式,來解構大腦神經訊號以及語言之間的關係。

在傳統的方式中,常常著重在神經元活性與所想、所做的事情之間的關聯,並且這種方式需要客製化的調整模型參數,很不方便。而本篇作者的想法很簡單,他們想要做出一套模型,它的功能就像翻譯機一樣,能夠很自由地在兩個語言之中作轉換,只是這台大腦翻譯機,他所需要翻譯的是大腦的訊號。為了達到這個概念,首先需要一個temporal convolution network將temporal pattern 取出來,接著利用一個encoder RNN把這些訊號意象化,最後再用decoder RNN把意象化的訊號轉變成手寫的文字。在這個方法之下,經過翻譯後的文字錯誤率僅有7%,非常接近兩個人類之間溝通的5%錯誤率,而傳統的錯誤率則高達39-60%,是一個很顯而易見的差別。

作者最後表示,從翻譯語言開始,在未來我們也可以期待,許多需要用到腦機介面的技術,也都可以遵照這樣的模式來建構模型。


撰文:黃千恩


原始論文:Cogan, G. B. (2020). Translating the brain. Nature Neuroscience, 23(4), 471-472.  https://www.nature.com/articles/s41593-020-0616-8

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