腦機接口新技術(shù)讓漸凍癥患者重新“說話”

　　美國加州大學(xué)戴維斯分校健康中心開發(fā)出一款新型腦機接口(BCI)，可將腦信號轉(zhuǎn)化為語音，準確率高達97%，是目前同類系統(tǒng)中最高的。該團隊在一名因肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS，俗稱漸凍癥)而語言能力嚴重受損的男子大腦中植入了傳感器。啟動該系統(tǒng)后，該男子在幾分鐘內(nèi)就能說出自己想要說的話。相關(guān)研究15日發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上。

　　這款腦機接口旨在幫助那些因神經(jīng)系統(tǒng)疾病而無法說話的人恢復(fù)語言交流能力，它可解讀用戶說話時的腦信號，并將其轉(zhuǎn)換成由計算機朗讀的文本。

　　研究團隊招募了一名45歲的ALS患者參加臨床試驗。該名患者的癥狀是手臂和腿部無力，言語也很難理解。

　　2023年7月，團隊向該名患者植入了專用的BCI設(shè)備。4個微電極陣列放入左中央前回，這是大腦中負責(zé)協(xié)調(diào)言語的區(qū)域。這些陣列可以記錄來自256個皮質(zhì)電極的大腦活動。

　　患者在提示式和即興對話環(huán)境中都使用了該系統(tǒng)。在這兩種情況下，語音解碼都能實時進行，解碼后的單詞快速顯示在屏幕上，系統(tǒng)也會不斷更新以保證其準確運行。研究團隊還對軟件合成的聲音進行了訓(xùn)練，使用的正是患者之前的聲音樣本，這使計算機在大聲“朗讀”患者所想的單詞時，聽起來完全就像患者得病之前的聲音。

　　試驗顯示，在第一次語音數(shù)據(jù)訓(xùn)練中，該系統(tǒng)花了30分鐘，以50個詞的詞匯量實現(xiàn)了99.6%的準確率。在第二次訓(xùn)練中，潛在詞匯量增加到125000個單詞。僅用1.4小時的額外訓(xùn)練數(shù)據(jù)，BCI就在這個大大擴展的詞匯量下實現(xiàn)了90.2%的準確率。在繼續(xù)收集數(shù)據(jù)后，BCI的準確率仍保持在97.5%。

　　【總編輯圈點】

　　ALS“凍住”的其實是人們控制全身運動的神經(jīng)細胞，因此患者會逐漸喪失站立、行走的能力，也會失去對說話肌肉的控制。腦機接口技術(shù)在近兩年不斷更迭，給了ALS患者重新“說話”的機會。此外，腦機接口在恢復(fù)運動和刺激神經(jīng)方面也有重要用途。人們期待看到該技術(shù)從實驗室走向臨床應(yīng)用，甚至出現(xiàn)消費級腦機產(chǎn)品。但在此之前，這一領(lǐng)域腦電信息采集的規(guī)范和標(biāo)準制定，還需格外慎重。

（責(zé)任編輯：華康）