美國加州大學(xué)迎來科技破冰：幫漸凍癥患者實現(xiàn)語言流和操作電腦

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

如今一項全新突破證明，即便身患剝奪行動能力的疾病，患者依然能夠表達想法，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，詳述了一項持續(xù)數(shù)年的腦機接口系統(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)。這種疾病會摧毀運動神經(jīng)元，致使人體運動功能喪失，最終全身癱瘓。

研究團隊表示，患者凱西·哈雷爾自2023年植入腦機接口設(shè)備，至今設(shè)備仍正常運行。依靠這套系統(tǒng)，他不僅能僅憑意念操控電腦光標，還能實現(xiàn)語音表達（giving him the ability not only to control a computer cursor with his thoughts, but also to speak）。

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

該項目組正開展多項神經(jīng)科學(xué)研究，目標包括重建語言功能、操控計算機，部分研究還致力于恢復(fù)肢體活動能力。

而針對哈雷爾的案例，戴維斯分校團隊旨在將實驗性技術(shù)轉(zhuǎn)化為耐用、可走出實驗室投入實際使用的成熟設(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，團隊此次公布的研究成果標志著腦機接口技術(shù)實現(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運行穩(wěn)定，且信號識別精準度極高（Not only has Harrell’s implant been working well with daily use since 2023, but it’s also incredibly accurate）。

在對照試驗中，該系統(tǒng)根據(jù)哈雷爾的腦部活動合成語句的準確率達到99%；即便走出實驗室、投入日常使用，哈雷爾本人評定其準確率仍有92%。

布蘭德曼在接受《The Register》采訪時表示：“對我而言，最關(guān)鍵的一點是，這套設(shè)備讓一位有表達意愿卻無法開口說話的普通人實現(xiàn)了日常交流。

哈雷爾全身癱瘓，但他現(xiàn)已重返全職工作，還能和女兒進行完整深入的對話——女兒從未聽過他原本的聲音（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，要么研究人員必須上門陪護，要么患者得親自前往實驗室。

而這套新系統(tǒng)打破了該限制，哈雷爾的居家護理團隊可獨立為他安裝調(diào)試設(shè)備。過去幾年間，他累計使用該設(shè)備時長超3800小時。

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

哈雷爾通過腦機接口設(shè)備向加州大學(xué)戴維斯分校表示：“如今我的生活充實鮮活，能和親友、同事相伴相處。相較于我用過的所有其他輔助設(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實用案例

布蘭德曼深耕腦機接口技術(shù)多年，對此領(lǐng)域并不陌生。他不僅是腦門聯(lián)盟的核心成員，還擔(dān)任臨床試驗負責(zé)人，開展帕拉卓米克斯商用腦機接口設(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，在于團隊對機器學(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）。

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

目前腦之門組織全體成員機構(gòu)均在使用BRAND平臺，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。該腦區(qū)負責(zé)控制面部、口腔與下頜的運動功能，算法能將此處神經(jīng)活動轉(zhuǎn)化為英語音素（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，繼而拼接成完整語句。最終生成精度極高的語音合成輸出，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)戴維斯分校團隊研發(fā)的這項技術(shù)何時能夠推向商用市場，布蘭德曼表示，腦機接口領(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)目標都大同小異。

而他團隊的核心初衷，只是證明腦機接口系統(tǒng)絕非僅止步于實驗室、沒有實際落地價值的試驗品（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技術(shù)的風(fēng)險。”

他將當下腦機接口技術(shù)的發(fā)展階段比作早期心臟起搏器。上世紀50年代問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)操作簡便，多數(shù)僅需門診即可完成。

布蘭德曼說：“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，這項技術(shù)具備實用價值。”

哈雷爾如今身上還連著一堆笨重的外置計算機，但加州大學(xué)戴維斯分校團隊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，無數(shù)因癱瘓及其他身體障礙而生活受限的人群，將迎來更光明的未來。

哈雷爾稱：“我打心底不希望自己是個特例。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)臨床試驗受試者（BrainGate is currently accepting applications for future study participants）。