我们离大脑发短信更近了

科学家们可以读取鸟儿大脑信息，并预测它们的下一首奏鸣曲。

今年，硅谷的企业家们为自己设定了一个大胆的新目标:创造一种大脑阅读设备，让人们可以轻松地用他们的思想发送文本。

今年4月份，Elon Musk宣布了一家名为Neuralink的秘密新型脑接口公司。几天后，Facebook首席执行官马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）宣布：“直接的大脑接口”最终将让您与您的心灵沟通。“该公司表示，有60名工程师在解决这个问题。

这是一个雄心勃勃的追求，我们有理由认为它不会在短期内发生。不过，至少对于鸟儿斑胸草雀来说，这个梦想离现实越来越近了。

斑胸草雀

这得益于Timothy Gentner和他在加州大学圣地亚哥分校的学生们的出色的工作，他们建立了一个大脑到鸟儿啾鸣的接口，可以算出鸟儿将要唱出的那首歌并提前一小段时间唱出来。

科学家们在bioRxiv网站上发表的一份新报告中称:“我们直接从神经活动中解码出了逼真的人造鸟鸣。”该团队还包括阿根廷的鸟鸣专家Ezequiel Arneodo，他称该系统是“�神经活动中复杂且自然的交流信号解码器”的首个原型。研究人员说，类似的方法可能会推动人类思想到文本接口的进步。

科学家们说，他们可以直接从大脑活动中预测出雀类的鸣叫声

鸣鸟的大脑不算太大。但它的发音与人类的语言相似，因此使得这些鸟成为研究记忆与认知的科学家们的最爱。

他们的歌曲很复杂，就像人类语言一样。他们是学来的。斑胸草雀从一只老鸟身上学会了叫声。

美国国立卫生研究院研究员Makoto Fukushima，用大脑接口研究了猴子简单的咕噜声和咕咕地叫声。他说，鸟鸣声的范围更加丰富，这就是为什么新研究结果对人类语言的应用具有重要意义的原因。

目前人类尝试的脑机接口主要是追踪反映一个人想象的手臂动作的神经信号，效果是可以移动机器人或指引光标，以缓慢地啄出字母。因此，头盔或大脑植入物可以毫不费力地获取你想要说的内容，这一想法还远未实现。

但正如新研究显示的那样，这并非是完全不可能的。加州大学圣地亚哥分校的研究小组用硅电极对清醒的鸟儿大脑神经元的电颤进行了测量，这些神经元在大脑中被称为传感器-运动核，在那里，产生了“形成学习之歌的指令”。

这个实验使用了一种机器学习的神经网络软件，研究人员对包括神经激发的模式、实际的歌曲进入程序、及其停止、启动和变化频率都进行了研究。这个想法的目的是训练软件在称为“神经元到歌曲的谱映射”中进行自动匹配。

该团队的主要创新是通过整合雀类如何制造噪音的物理模型来简化“大脑到啾啾”的翻译。鸟不像人那样有声带;取而代之的是，他们通过喉咙里的一个叫做syrinx的振动表面拍出空气。

最后的结果，作者们说:“我们直接从神经活动中解码了逼真的人造鸟鸣。在他们的报告中，研究小组说，在鸟儿鸣叫30毫秒之前 ，他们能够预测鸟儿接下来会唱什么。

你可以在下面的音频中听到结果，需要记得的是，斑胸草雀不是夜莺。这首歌更像是一曲断断续续的嘎嘎叫声。（注：音频MP3格式暂无法上传）

鸣鸟已经成为一种重要的研究模式。在埃隆马斯克的Neuralink公司中，鸟类科学家是首批关键的雇员之一。而UCSD专注于检测语言背后的肌肉运动技巧也可能是一个关键的发展。

Facebook表示，希望人们能够以每分钟100字的形式直接从他们的大脑中输入信息，在他们想要的时候私下发送文本信息。当你在说话时，一种能够读懂你的大脑发出的指令的设备(无声的语音)可能比读“思想”的东西要现实得多。

Gentner和他的团队希望他们的雀鸟实验能让这一想法成为可能。他们写道：“我们已经通过动物模型为人类语言展示了一个复杂的通信信号[脑机接口]。 他们还补充说：“我们的方法也为生物医学语言—— 假肢设备提供了有价值的证明。

换句话说，我们离大脑发短信更近了。

作者：Antonio Regalado

原创编译：梓色扬光

原文链接：https://www.technologyreview.com/s/609032/scientists-can-read-a-birds-brain-and-predict-its-next-song/

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