原文By Dennis Thompson HealthDay Reporter

THURSDAY, Aug. 15, 2024 –凱西・哈雷爾（Casey Harrell）由於肌萎縮側索硬化症（ALS，也稱為盧伽雷氏病，或者漸凍症）正在逐漸失去說話的能力。45 歲的哈雷爾說：“無法交流是如此令人沮喪和士氣低落。就好像你被困住了一樣。” 但一種新的腦機介面使哈雷爾能夠再次與他人交流，他的大腦提供話語，電腦為其發聲。

研究人員稱，四個微電極陣列被植入負責協調言語的大腦區域，能夠檢測到哈雷爾想說的話，並將資訊傳送給計算機程式。在哈雷爾的第一次測試中，該系統在 30 分鐘內用 50 個單詞的詞彙量實現了超過 90% 的單詞準確率。解碼後的單詞會出現在螢幕上，並以聽起來像哈雷爾患 ALS 之前的聲音朗讀出來。加州大學戴維斯分校神經修復實驗室的聯合主任、研究員謝爾蓋・斯塔維斯基（Sergey Stavisky）說：“我們第一次試用這個系統時，當他試圖說的話正確地出現在螢幕上時，他高興得哭了。我們都哭了。” 研究人員表示，ALS 會影響控制全身運動的神經細胞。它會導致逐漸失去站立、行走、使用雙手甚至說話的能力。哈雷爾參與這項研究時，他的胳膊和腿已經出現無力，他的講話也很難理解。

2023 年 7 月，研究人員將電極植入哈雷爾的大腦，以便記錄與言語相關的大腦活動。“我們實際上是在檢測他們試圖移動肌肉和說話的意圖，” 斯塔維斯基在大學的新聞稿中解釋道。“我們正在從大腦中試圖向肌肉傳送這些指令的部分進行記錄。我們基本上是在傾聽，並將這些大腦活動模式轉化為音素 —— 比如一個音節或言語單位 —— 然後是他們試圖說的單詞。” 研究人員表示，開發這類腦機介面（BCIs）的一個障礙是計算機需要時間來學習如何正確解讀大腦訊號。“以前的言語腦機介面系統經常出現單詞錯誤。這使得使用者難以被持續理解，成為了交流的障礙，” 加州大學戴維斯分校神經外科助理教授大衛・布蘭德曼博士（Dr. David Brandman）研究員說道。“我們的目標是開發一個系統，讓人們在任何想說話的時候都能被理解。”

研究人員發現，在哈雷爾使用該裝置的第二次測試中，他潛在詞彙量從 50 個增加到了 125,000 個。僅透過額外 1.4 小時的訓練資料，腦機介面在詞彙量大幅擴充的同時實現了 90% 的單詞準確率。8 月 14 日，有關哈雷爾病例的報告發表在《新英格蘭醫學雜誌》上。研究人員稱，經過 32 周的 84 次資料測試，在此期間哈雷爾進行了超過 248 小時的交流，目前該系統的準確率高於 97%。布蘭德曼說：“在這一點上，我們大約 97% 的時間都能正確解碼凱西試圖說的話，這比許多試圖解讀個人聲音的商業智慧手機應用程式都要好。”

“這項技術具有變革性，因為它為那些想說卻說不出的人帶來了希望，” 布蘭德曼補充道。“我希望像這種言語腦機介面這樣的技術能夠幫助未來的患者與家人和朋友交流。” 哈雷爾對此表示同意。“像這樣的技術將會幫助人們迴歸生活和社會，” 他說。

Sources：

University of California, Davis, news release, Aug. 14, 2024