美國(guó)加州大學(xué)迎來(lái)科技破冰：幫漸凍癥患者實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言流和操作電腦

據(jù)The Register報(bào)道，試想一下，全身重度癱瘓，手腳動(dòng)彈不得，連話都說(shuō)不出來(lái)。多年來(lái)，腦機(jī)接口技術(shù)一直承載著誘人的前景：精準(zhǔn)讀取腦電波，讓患者得以與人溝通、操作電腦。

如今一項(xiàng)全新突破證明，即便身患剝奪行動(dòng)能力的疾病，患者依然能夠表達(dá)想法，甚至正常工作（Now, a new breakthrough shows how someone can talk and even work a job while afflicted with a motion-robbing disease）。

美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的一組科研人員于周一發(fā)表論文，詳述了一項(xiàng)持續(xù)數(shù)年的腦機(jī)接口系統(tǒng)臨床研究。

該系統(tǒng)被成功植入一名肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS，又稱盧伽雷氏癥）患者體內(nèi)。這種疾病會(huì)摧毀運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，致使人體運(yùn)動(dòng)功能喪失，最終全身癱瘓。

研究團(tuán)隊(duì)表示，患者凱西·哈雷爾自2023年植入腦機(jī)接口設(shè)備，至今設(shè)備仍正常運(yùn)行。依靠這套系統(tǒng)，他不僅能僅憑意念操控電腦光標(biāo)，還能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音表達(dá)（giving him the ability not only to control a computer cursor with his thoughts, but also to speak）。

戴維斯分校研究團(tuán)隊(duì)隸屬于由多所高校與美國(guó)退伍軍人事務(wù)部聯(lián)合組建的大型合作項(xiàng)目組——“腦之門”。

該項(xiàng)目組正開展多項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)研究，目標(biāo)包括重建語(yǔ)言功能、操控計(jì)算機(jī)，部分研究還致力于恢復(fù)肢體活動(dòng)能力。

而針對(duì)哈雷爾的案例，戴維斯分校團(tuán)隊(duì)旨在將實(shí)驗(yàn)性技術(shù)轉(zhuǎn)化為耐用、可走出實(shí)驗(yàn)室投入實(shí)際使用的成熟設(shè)備。

本次論文的共同主要研究員、通訊資深作者，同時(shí)也是為哈雷爾完成植入手術(shù)的戴維斯分校神經(jīng)外科醫(yī)生戴維·布蘭德曼表示，團(tuán)隊(duì)此次公布的研究成果標(biāo)志著腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性跨越：哈雷爾體內(nèi)的植入設(shè)備自2023年投入日常使用以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，且信號(hào)識(shí)別精準(zhǔn)度極高（Not only has Harrell’s implant been working well with daily use since 2023, but it’s also incredibly accurate）。

在對(duì)照試驗(yàn)中，該系統(tǒng)根據(jù)哈雷爾的腦部活動(dòng)合成語(yǔ)句的準(zhǔn)確率達(dá)到99%；即便走出實(shí)驗(yàn)室、投入日常使用，哈雷爾本人評(píng)定其準(zhǔn)確率仍有92%。

布蘭德曼在接受《The Register》采訪時(shí)表示：“對(duì)我而言，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是，這套設(shè)備讓一位有表達(dá)意愿卻無(wú)法開口說(shuō)話的普通人實(shí)現(xiàn)了日常交流。

哈雷爾全身癱瘓，但他現(xiàn)已重返全職工作，還能和女兒進(jìn)行完整深入的對(duì)話——女兒從未聽過(guò)他原本的聲音（his daughter who’s never heard the sound of his voice）。”

布蘭德曼介紹，以往腦機(jī)接口領(lǐng)域的相關(guān)研究存在一大局限：患者使用設(shè)備時(shí)，要么研究人員必須上門陪護(hù)，要么患者得親自前往實(shí)驗(yàn)室。

而這套新系統(tǒng)打破了該限制，哈雷爾的居家護(hù)理團(tuán)隊(duì)可獨(dú)立為他安裝調(diào)試設(shè)備。過(guò)去幾年間，他累計(jì)使用該設(shè)備時(shí)長(zhǎng)超3800小時(shí)。

結(jié)合論文提交時(shí)間（論文于本周一正式刊發(fā)，2025年7月便進(jìn)入同行評(píng)審階段）推算，哈雷爾日均使用設(shè)備時(shí)長(zhǎng)超過(guò)5小時(shí)（that would mean Harrell was using the device for more than five hours a day, on average）。

哈雷爾通過(guò)腦機(jī)接口設(shè)備向加州大學(xué)戴維斯分校表示：“如今我的生活充實(shí)鮮活，能和親友、同事相伴相處。相較于我用過(guò)的所有其他輔助設(shè)備，這套系統(tǒng)讓我得以用最貼合自身習(xí)慣的方式與人溝通。”

人工智能落地的真實(shí)實(shí)用案例

布蘭德曼深耕腦機(jī)接口技術(shù)多年，對(duì)此領(lǐng)域并不陌生。他不僅是腦門聯(lián)盟的核心成員，還擔(dān)任臨床試驗(yàn)負(fù)責(zé)人，開展帕拉卓米克斯商用腦機(jī)接口設(shè)備的安全性研究。該企業(yè)與辛克朗、神經(jīng)鏈接并列為行業(yè)頭部廠商。

布蘭德曼解釋稱，加州大學(xué)戴維斯分校此次研究并未定制專用硬件，而是采用布萊克洛克神經(jīng)科技現(xiàn)成的腦機(jī)接口設(shè)備。

這位戴維斯分校神經(jīng)外科醫(yī)生表示，本次研究的重大突破，在于團(tuán)隊(duì)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用（The big advancement, says the Davis neurosurgeon, is with his team’s use of machine learning technology）。

該實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)了一套用于操控腦機(jī)接口設(shè)備的軟件平臺(tái)，名為快速自適應(yīng)神經(jīng)解碼腦機(jī)接口系統(tǒng)（英文縮寫B(tài)RAND），加州大學(xué)戴維斯分校博士后尼克·卡德為這套平臺(tái)編寫了機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

目前腦之門組織全體成員機(jī)構(gòu)均在使用BRAND平臺(tái)，也是本次研究取得突破性成果的核心關(guān)鍵。

論文介紹，BRAND搭載的人工智能算法可解析哈雷爾腹側(cè)中央前回的腦部神經(jīng)信號(hào)。該腦區(qū)負(fù)責(zé)控制面部、口腔與下頜的運(yùn)動(dòng)功能，算法能將此處神經(jīng)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為英語(yǔ)音素（the part of the brain that controls motor function in the face, mouth, and jaw, into English-language phonemes）。

軟件內(nèi)置的其他算法再把音素匹配成單詞，繼而拼接成完整語(yǔ)句。最終生成精度極高的語(yǔ)音合成輸出，也正因這套系統(tǒng)，哈雷爾得以全職從事環(huán)保倡導(dǎo)相關(guān)工作。

談及加州大學(xué)戴維斯分校團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)能夠推向商用市場(chǎng)，布蘭德曼表示，腦機(jī)接口領(lǐng)域的其他技術(shù)方案（包括神經(jīng)鏈接等企業(yè)的產(chǎn)品），研發(fā)目標(biāo)都大同小異。

而他團(tuán)隊(duì)的核心初衷，只是證明腦機(jī)接口系統(tǒng)絕非僅止步于實(shí)驗(yàn)室、沒(méi)有實(shí)際落地價(jià)值的試驗(yàn)品（His team’s objective is just to prove that BCI systems are more than just dead-end laboratory experiments）。

布蘭德曼表示：“我的工作就是消除這項(xiàng)技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。”

他將當(dāng)下腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展階段比作早期心臟起搏器。上世紀(jì)50年代問(wèn)世的初代起搏器需要外接體外設(shè)備，這些設(shè)備要么連著巨型電池，要么直接接市電。七十年后的今天，起搏器植入手術(shù)操作簡(jiǎn)便，多數(shù)僅需門診即可完成。

布蘭德曼說(shuō)：“我們正處在這類技術(shù)發(fā)展的初期階段。凱西已經(jīng)證實(shí)，這項(xiàng)技術(shù)具備實(shí)用價(jià)值。”

哈雷爾如今身上還連著一堆笨重的外置計(jì)算機(jī)，但加州大學(xué)戴維斯分校團(tuán)隊(duì)取得的人工智能突破，再疊加其他企業(yè)在硬件領(lǐng)域的研發(fā)成果，無(wú)數(shù)因癱瘓及其他身體障礙而生活受限的人群，將迎來(lái)更光明的未來(lái)。

哈雷爾稱：“我打心底不希望自己是個(gè)特例。如果不再特殊，要么意味著我徹底痊愈，要么所有和我患同種病癥的人，都能開具腦機(jī)接口設(shè)備的診療處方。”

腦門目前正在招募后續(xù)臨床試驗(yàn)受試者（BrainGate is currently accepting applications for future study participants）。