科學(xué)家們已經(jīng)創(chuàng)造了一種讓佩戴者聽(tīng)見(jiàn)特定聲音的意念控制助聽(tīng)器，這款助聽(tīng)器可以模仿大腦在背景對(duì)話中挑出并放大某一個(gè)聲音，這可以幫助聽(tīng)力障礙者應(yīng)對(duì)嘈雜的環(huán)境。

現(xiàn)有的數(shù)字助聽(tīng)器已經(jīng)可以有效地抑制背景噪聲，但是它們不能幫助佩戴者選擇放大他們想要聽(tīng)到的聲音，只能同時(shí)放大所有的聲音，這一直是數(shù)字助聽(tīng)器的研究難點(diǎn)。

解決雞尾酒效應(yīng)

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，哥倫比亞大學(xué)的Nima Mesgarani說(shuō)：“處理聲音的大腦區(qū)域非常敏感和強(qiáng)大，它可以輕而易舉地放大某個(gè)聲音，但目前的助聽(tīng)器還做不到。這會(huì)使助聽(tīng)器佩戴者在嘈雜的社交場(chǎng)合中困難重重，難以加入聊天。

這被稱為“雞尾酒會(huì)效應(yīng)”，即人的一種聽(tīng)力選擇能力，大腦可以將注意力集中在某一個(gè)人的談話而忽略背景中其他的對(duì)話或噪音。

多年來(lái)無(wú)數(shù)科學(xué)家試圖模仿大腦制造出一個(gè)言語(yǔ)識(shí)別的智能系統(tǒng)使其具有在嘈雜環(huán)境中識(shí)別目標(biāo)語(yǔ)句的功能。這一意念控制的助聽(tīng)器將人工智能與監(jiān)控大腦聽(tīng)力活動(dòng)的傳感器結(jié)合起來(lái)，似乎已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題。

這種助聽(tīng)器首先使用算法自動(dòng)分離多個(gè)說(shuō)話者的聲音。然后，它將這些聲音與聽(tīng)者的大腦活動(dòng)進(jìn)行比較。Mesgarani在之前的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于人的大腦活動(dòng)會(huì)緊密地跟蹤某個(gè)聲音的聲波，可以用于判斷人們正在關(guān)注誰(shuí)。

該助聽(tīng)器將每個(gè)說(shuō)話者的音頻與助聽(tīng)器佩戴者的腦電波進(jìn)行比較。對(duì)于聲音模式與聽(tīng)者的腦電波最匹配的說(shuō)話者，其聲音會(huì)被放大，這樣聽(tīng)者就能毫不費(fèi)力地聽(tīng)到他想聽(tīng)的聲音。

新版本：追蹤注意力以識(shí)別聲音

科學(xué)家們?cè)?017年已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一個(gè)早期版本，但它有一個(gè)很大的限制，就是必須經(jīng)過(guò)預(yù)先訓(xùn)練助聽(tīng)器才能識(shí)別說(shuō)話者的聲音。但這次，最新的設(shè)備已經(jīng)可以做到識(shí)別未聽(tīng)過(guò)的聲音。

為了測(cè)試這款助聽(tīng)器，該實(shí)驗(yàn)室招募了一些癲癇患者，這些患者因?yàn)樾枰瞿X部手術(shù)，醫(yī)生之前已經(jīng)在他們的大腦中植入了電極，以監(jiān)測(cè)癲癇發(fā)作時(shí)的腦部活動(dòng)。這樣，就可以在給患者們同時(shí)播放不同說(shuō)話者的音頻時(shí)通過(guò)植入大腦的電極監(jiān)測(cè)其腦電波。

新版本的助聽(tīng)器的算法可以追蹤患者的注意力。當(dāng)患者專注于聽(tīng)某個(gè)談話者時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)放大其聲音，只需要幾秒鐘的執(zhí)行時(shí)間。而患者的注意力轉(zhuǎn)移到另一個(gè)談話者時(shí)，他的音量就會(huì)變大，原來(lái)專注的談話者的聲音的音量會(huì)隨之變小。不同聲音的音量變化反映了患者注意力的變換。

目前版本的助聽(tīng)器需要直接植入大腦，因此還不適合大面積推廣。但該團(tuán)隊(duì)相信，未來(lái)五年內(nèi)可以生產(chǎn)出一種非植入式的助聽(tīng)器，利用置于耳內(nèi)或頭皮下的電極來(lái)監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)。

Mesgarani提到，這種助聽(tīng)器也可以像一副音頻版的“雙筒望遠(yuǎn)鏡”一樣，用來(lái)隱蔽地監(jiān)聽(tīng)人們的談話，但這并不是制造者的初衷。

1.傳統(tǒng)的助聽(tīng)器會(huì)同時(shí)放大所有說(shuō)話者的聲音

2.研究顯示聽(tīng)者的大腦活動(dòng)會(huì)緊密地跟蹤某個(gè)他們所關(guān)注的聲音的聲波

3.新的助聽(tīng)器監(jiān)測(cè)聽(tīng)者的腦電波，對(duì)于聲音模式與聽(tīng)者的腦電波最匹配的說(shuō)話者，以放大其聲音

下一步進(jìn)展值得期待

下一步將在有聽(tīng)障人群中測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。但現(xiàn)在面臨的問(wèn)題是，對(duì)于那些部分失聰?shù)娜藖?lái)說(shuō)，助聽(tīng)器是否還能捕捉到其大腦活動(dòng)。

慈善機(jī)構(gòu)Action on Hearing Loss（之前稱RNID）的技術(shù)經(jīng)理Jesal Vishnuram說(shuō)：“人們覺(jué)得使用困難的原因之一是他們通常在聽(tīng)力受損后很久才開(kāi)始使用助聽(tīng)器，而他們的大腦可能已經(jīng)忘記了如何濾除噪音并專注于某個(gè)談話。”

這項(xiàng)研究的結(jié)果已經(jīng)在《Science Advances》雜志上發(fā)表。