加州大学戴维斯分校神经接口：19个月196万词——家用脑机接口新标准
我们正在见证脑机接口（BCI）领域的历史性突破。加州大学戴维斯分校的研究人员公布了一项数据，展示了肌萎缩侧索硬化症（ALS）患者长期、完全自主地在家庭环境中使用语音神经植入物的情况。在19个月的时间里，患者凯西·哈雷尔传递了183,060个句子——近200万个单词——平均速度为每分钟56个单词。这项研究与以往工作的关键区别在于，它描述的并非实验室演示，而是在没有科学家持续在场的情况下，真实、日常的系统使用。
日常运作：超过3800小时的活跃使用
哈雷尔使用神经接口超过3800小时。该系统已成为他与家人、朋友、同事和医生沟通的主要工具，使他能够发送信息、参与视频通话、使用互联网，并在完全瘫痪的情况下保持完整的职业活动。据患者本人评估，92%的句子至少被解码为“基本正确”。在正式测试中，当哈雷尔看到屏幕上显示的单词时，在包含125,000个英语单词的词汇量下，准确率超过99%，峰值达到99.2%。在允许患者助手自行连接和断开设备后，平均每日交互时间从3.7小时增加到9.5小时。
技术原理：从大脑信号到合成语音
2023年，哈雷尔在左侧中央前回——负责协调言语的大脑皮层区域——植入了四个微电极阵列。该系统在患者试图说话时读取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，随后语言模型从约125,000个单位的词汇表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，系统可用合成语音将其朗读出来，该语音已根据哈雷尔患病前的声音进行了调整。值得注意的是，患者还使用解码器光标来控制电脑，该光标基于同一言语运动皮层的信号工作，这推翻了以往认为言语和运动需要不同大脑区域的观念。
从实验室到家庭：BCI发展的新阶段
团队之前的工作在实验室环境中展示了高准确率（50个单词词汇量下达到99.6%）。新发表的论文将焦点转向了家庭中长期、不受控的使用。研究合著者谢尔盖·斯塔维斯基指出，系统使用期间记录的3800小时大脑活动数据，据他所知，是迄今为止最大的单一个体神经元级别分辨率数据集。然而，作者强调，这目前仍是一个孤立的临床案例，尚不清楚结果是否适用于其他患者。该系统仍处于实验阶段，需要有线连接，并由经过培训的助手每日进行连接，同时由于设备体积庞大，仅限于家庭使用。
我的评论： 这项工作是从理论演示向实用、生命攸关工具迈出的至关重要的一步。3800小时的自主运行不仅仅是一个数字，它证明了BCI可以成为日常生活的完整组成部分，而不仅仅是实验室的产物。然而，可扩展性和微型化问题仍然是关键挑战。目前，我们看到的只是通往真正通用且可及的神经接口之路的起点。