新一代神经接口：渐冻症患者用意念传递近200万字
脑机接口领域取得了突破性进展。加州大学戴维斯分校的研究人员公布了一项成果：一名肌萎缩侧索硬化症（ALS）患者长期在家中使用语音脑机接口设备。在19个月的时间里，这位名叫凯西·哈雷尔的患者共传输了183,060个句子——即1,960,163个单词——平均速度为每分钟56个单词。关键在于，这套系统并非在无菌的实验室环境中运行，而是在日常生活中，无需研究人员持续在场。
家庭使用效果如何
哈雷尔在家中使用脑机接口超过3800小时。这套系统成为他与家人、朋友、同事和医生沟通的主要工具。尽管瘫痪，他仍能发送消息和邮件、参与视频通话、上网并保持全职工作。据患者本人评估，92%的句子被系统解码为“至少基本正确”。在正式测试中，当哈雷尔观看屏幕上显示的单词时，在包含12.5万个英语单词的词库下，准确率超过99%。峰值达到99.2%。在允许助手无需研究人员在场即可自行连接和断开设备后，日均交互时间从3.7小时增加到9.5小时。
系统如何运作
2023年，哈雷尔在左侧中央前回——大脑中与语言协调相关的区域——植入了四个微电极阵列。当患者试图说话时，系统读取来自256个皮层电极的信号。算法每80毫秒将神经活动转化为音素概率，然后语言模型从约12.5万个单词的词库中选出最可能的单词序列。文本实时显示在屏幕上。句子完成后，系统可用合成语音朗读，该语音根据哈雷尔患病前的声音进行定制。患者还使用光标解码器控制电脑。此前认为，语言和运动可能需要不同的大脑区域，但研究团队证明，两种模式均可通过语言运动皮层的信号实现。
从演示到日常工具
研究团队此前已在实验室环境中展示了脑机接口的高精度。2024年，在首次30分钟的训练课程中，系统在50个单词的词库下达到99.6%的准确率。第二天，经过额外1.4小时的调整，在12.5万个单词的词库下准确率达到90.2%。这项新研究将重点从受控试验转向日常生活中的长期使用。这是向为严重运动障碍患者提供实用脑机接口迈出的关键一步之一。研究合著者谢尔盖·斯塔维斯基指出，在使用系统期间记录的3800小时大脑活动数据，已成为最大的单一个体神经元级别分辨率数据集。
作者强调，该研究描述的是一个临床案例。目前尚不清楚这些结果能否推广到其他患者、植入区域、电极类型和神经系统疾病。该系统仍处于实验阶段。它使用有线连接，需要经过培训的助手每天进行连接，并且由于设备体积较大，仅适用于家庭使用。
我的评论：这一突破表明，脑机接口正从实验室中的新奇事物转变为改善生活质量的实用工具。然而，与任何实验性技术一样，大规模推广的道路将很漫长，需要解决便携性、自主性以及针对个体大脑特征进行校准等问题。