4.3亿听障人士的福音,哥大研发脑控助听器

日期: 2026-05-13 | 来源: MIT科技评论 | 有0人参与评论 | 字体: 小中大
在嘈杂的鸡尾酒会上，我们总能从交织的人声中精准捕捉到好友的低语。这种大脑与生俱来的选择性听力，被科学界称为“鸡尾酒会效应”，是人类听觉系统最神奇的能力之一。

然而，对于机器而言，从混杂声音中分离并识别单一声源非常困难，这就是“鸡尾酒会问题”。比如传统的助听器只会无差别放大所有声音，杂音与对话同步放大，导致用户在复杂环境下依然听不清、听得累。

近日，来自哥伦比亚大学、加州大学旧金山分校等机构的联合团队，成功研发了一套实时闭环脑控听力系统，直接通过解码大脑注意力信号，实时放大目标人声、压制杂音，让人在嘈杂环境中想听谁就听清谁，彻底打破传统助听器的技术瓶颈。研究成果发表于 Nature Neuroscience 期刊。

通讯作者尼玛·梅斯加拉尼（Nima Mesgarani）长期致力于解析人类大脑处理复杂声音环境的神经机制，其研究的核心贡献在于揭示了大脑如何在“鸡尾酒会”场景下有选择性地重构目标谈话者的声谱特征。

他此前的研究不仅证实了听觉皮层会为关注的声音产生独特的“标签”，还开发了一系列先进的语音分离算法和刺激重建模型，奠定了从微弱神经活动中还原清晰语音波形的理论基石。

分辨率电极，从患者大脑皮层实时采集低频与高频信号，这两者共同构成了捕捉注意力特征的高清数据源；随后，利用线性回归模型，根据这些大脑信号还原出患者正在关注的那段声音的波形。

判定阶段，系统会将这段由大脑信号复刻出的波形，与环境中捕获的多个竞争音源进行相关性比对，相关性数值最高的音源即被判定为当前的注意力焦点；最终，系统自动将目标音源的音量提升最高 9 分贝，同时压低另一方。为了让音量过渡自然，团队还引入了马尔可夫模型进行平滑处理，避免音量突变带来的不适感。

为了验证这套系统是否好用，研究人员招募了 4 名癫痫患者进行了三项测试。这类患者因治疗需要，颅内已植入高精度电极，直接贴合大脑听觉皮层，能采集到最清晰、最精准的神经信号。所有患者自述听力正常，确保实验不受原有听力障碍干扰。

第一项测试，模拟嘈杂环境下的基础聆听场景。患者同时听两段对话，系统在中途开启。结果显示，系统开启后，患者对目标语音的理解准确率显著提升，信噪比平均改善了 12 分贝。高达 75% 到 95% 的试次中，患者明确表示更喜欢系统开启后的听觉体验。

更重要的是，生理指标也给出了证据，患者的瞳孔扩张程度显著降低。在神经科学中，瞳孔变小意味着大脑不需要费那么大劲去处理信息，这证明系统确实让听力变得更省劲。

第二项测试，验证注意力切换灵敏度。现实中，我们会随时切换谈话对象。实验中，当患者收到指令把注意力从左侧发言者转到右侧时，系统表现出了极高的灵敏度。系统能在平均 5.1 秒内识别出这种转变，并自动切换放大对象。
- 新闻来源于其它媒体，内容不代表本站立场！

在此页中阅读全文
分类：美国新闻

猜您喜欢