新一代神经接口:渐冻症患者通过意念传递近200万字

神经技术领域再次取得突破性进展。加州大学戴维斯分校的研究人员公布了一项前所未有的实验成果:一名患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)的患者凯西·哈雷尔,成功在家中使用语音神经接口长达19个月。在此期间,他传递了183060个句子——总计1960163个单词。思维打字平均速度达到每分钟56个单词。这并非实验室演示,而是完整的日常功能应用。
超过3800小时无需研究人员协助的交流
这项研究与以往的关键区别在于完全自主性。系统在无科学家在场的情况下运行。哈雷尔使用神经接口超过3800小时,与家人、朋友、同事和医生进行交流。他发送信息、参与视频通话、上网工作,尽管全身瘫痪,仍保持了全职工作状态。
据患者本人评估,92%的句子被解码为至少"基本正确"。在正式测试中,使用12.5万个英语单词的词汇表时,准确率超过99%,峰值达到99.2%。当允许哈雷尔的助手自行连接设备后,日均使用时间从3.7小时增加到9.5小时——植入后的653天中,系统有444天处于活跃状态。
这个神经接口是如何工作的?
2023年,哈雷尔在左侧中央前回——负责协调言语的大脑区域——植入了四个微电极阵列。当患者试图说话时,系统会读取来自256个皮层电极的信号。算法每80毫秒将神经活动转换为音素概率,语言模型则从12.5万个单位的词汇表中挑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,系统会用合成语音朗读出来,模仿哈雷尔患病前的声音。
有趣的是,患者使用相同的光标解码器来控制电脑。此前人们认为言语和运动需要不同的大脑区域,但该团队证明了相反的情况:两种模式都可以通过言语运动皮层的信号实现。
从实验室到现实生活
2024年初,该团队曾在受控会话中展示了高精度:30分钟内,使用50个单词的词汇表时,系统达到99.6%的准确率。新研究将重点转向长期家庭使用。正如研究合著者谢尔盖·斯塔维斯基所指出的,3800小时的大脑活动记录已成为最大的个体数据集,分辨率达到单个神经元水平。
然而,作者强调这仅是一个临床案例。目前尚不清楚这些结果是否适用于其他患者、植入区域或电极类型。该系统仍处于实验阶段,使用有线连接,需要经过培训的助手每天进行连接。
我的专家意见: 这项实验不仅是迈出一步,更是跃入实用神经接口时代。如果说此前我们看到的是令人印象深刻但孤立的实验室成功(如Neuralink玩《魔兽世界》),那么这里我们观察到的是技术完全融入日常生活。每分钟56个单词的速度已经达到与正常言语相当的水平。当前的主要挑战是小型化和无线数据传输,以使此类系统能够大规模普及使用。