脑机接口新突破，让失语者重拾语言交流能力

　　患有神经系统疾病（如脑干中风或肌萎缩性侧索硬化症）的人，往往因肌肉瘫痪而丧失语言能力。长期以来，如何有效帮助失语症患者恢复言语功能一直是医学界的难题。

　　8月23日，Nature发表的两篇研究报告展示了脑机接口的强大功能。报告显示，两项新的脑机接口装置，分别突破性地解决了瘫痪患者的语言表达障碍问题。不仅能将大脑活动解码为语言，而且比当前所有技术都更迅速、更准确且覆盖词汇量更大，实现了脑机接口技术在这一领域质的飞跃。

　　其中一项研究是由来自斯坦福大学的Francis R. Willett团队开发的脑机接口装置。该研究中的患者由于肌萎缩侧索硬化症导致言语不清，研究团队通过插入大脑的细电极阵列，收集单个细胞的神经元活动，并将所收集的信息通过人工神经网络进行解码，搭配语言模型将病人想说的话“发声”。

　　研究结果称，在该装置的帮助下，一名肌萎缩性侧索硬化症病人能以平均每分钟62个词的速度进行交流，大约是过往设备速度的3.4倍，也更接近自然说话的速度（每分钟约160个词）。整体来说，该装置在50个单词的词汇量的交流中错误率只有9.1%，比此前最先进的语言脑机接口装置低至约1/3。在使用12500词汇量时，错误率为23.8%，团队认为这可能是首次成功演示大词汇量解码的研究。

　　另一项研究是由来自加州大学旧金山分校神经外科主任张复伦(Edward Chang)博士领导的团队完成。

　　其实验对象为因脑干中风而导致全身瘫痪并失去了语言能力的患者。其研究的目标是帮助因中风、脑瘫和肌萎缩性脊髓侧索硬化症等疾病而无法说话的人，让失去言语的人可以通过计算机化的自己的图片进行实时对话，传达语调、抑扬和如喜悦、愤怒等情绪。

　　研究团队开发了一种植入式脑机接口，通过在脑部植入数十个微型电极，解码大脑产生的电信号。经过训练深度学习模型，可以将大脑信号同时转化为三种输出形式，包括文字、语音和可说话的虚拟形象。患者只需在脑海中思考语言，植入电极就可以捕捉到她大脑相关语言中枢的活动电信号，并输出为完整流畅的语句。

　　在这项研究中，患者使用植入装置时，她的语音合成速率可达到每分钟78个词（错误率为25%），与正常160词/分钟的说话速度很相近；50个单词的句子中，单词错误率为4.9%。除此之外，当脑信号转译为语音时，一组含有529短语的语音中，单词错误率约为28%，且词汇量越小，错误率越低。这部分声音可以经过处理，让其表现得更像患者受伤前的声音。

　　近年来，脑机接口技术、人工智能在帮助中风患者康复方面展现了巨大潜力。除了语音交流外，脑机接口技术已经成功地帮助一些瘫痪患者实现了重新站立、行走，一定程度上帮助许多丧肢体机能的患者回归了正常生活。

　　科技能够改变生活，也可能颠覆世界。尽管脑机接口技术和AI还存在如植入物可能引发感染、AI数据安全、伦理等相关问题，但它也为中风等脑部疾病患者重建交流能力提供了新选择。

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