脑机接口重大进展！脑外层植入电极连接电脑，AI模仿声音，患者能“说话”了！

gangqin @ 2024年08月16日财经风云

脑机接口重大进展！脑外层植入电极连接电脑，AI模仿声音，患者能"说话"了！

赵雨荷

加州大学戴维斯分校医生为一位肌萎缩性侧索硬化症（ALS）患者的脑部外层植入了电极，破译他想说的话。研究报告称，在八个月的时间里，Harrell共说出了近6,000个不同的词汇，设备的准确率保持在97.5%。

一项最新研究表明，在人工智能技术的加持下，脑机接口技术取得重大进展。

加州大学戴维斯分校医生为一位肌萎缩性侧索硬化症（ALS）患者Casey Harrell的脑部外层植入了电极，破译他想说的话。研究人员发现，治疗结果超出了预期，为植入式语言解码器（implanted speech decoder）设定了新的标杆，并展示了这些设备对有语言障碍的人潜在的强大作用。

ALS是一种影响神经系统的进行性神经退行性疾病。它影响控制自愿肌肉运动的神经细胞（运动神经元），导致肌肉逐渐衰弱和萎缩，最终使患者失去行走、说话、吞咽甚至呼吸的能力。随着疾病的发展，控制说话和吞咽的肌肉逐渐受损，导致说话含糊不清，而且手部肌肉的无力和萎缩也让患者难以用文字表达自己，最终导致言语能力退化。

媒体报道，Harrell的治疗团队通过手术在他大脑的外层植入了四个电极阵列，这些阵列看起来像微小的钉床。这比之前在另一项研究中对ALS患者语言区域植入的数量多了一倍。每个阵列的64个探针捕捉到了Harrell试图移动嘴唇、下巴和舌头说话时，神经元发出的电信号。

手术后三周，研究者成功将植入设备通过连接到Harrell头骨上两个金属柱子的连接线，连接到一排计算机上。

仅仅在计算机短暂地学习了Harrell的讲话后，这套装置就开始以99.6%的准确率记录他想通过50个词汇表达的内容。

研究者表示，这套设备实际上是绕过了Harrell的疾病，不依赖于他衰弱的面部肌肉，而是依赖于他大脑运动皮层中最初制定说话指令的部分。

"关键创新在于将更多的阵列，非常精确地瞄准到了我们能找到的最能表达语言的脑区，"加州大学戴维斯分校的神经科学家Sergey Stavisky说，他是这项研究的主要领导者之一。

而在试验的第二天，设备已经能够以90%的准确率覆盖125,000个词汇，并且首次生成了Harrell自己编写的句子。而且，该设备用一种非常像他自己声音的声音说出了这些句子：研究人员使用播客采访和其他旧录音，使用AI深度模仿了Harrell在患病之前的声音。

随着研究者们继续训练设备以识别他的声音，设备表现得越来越好。研究报告称，在八个月的时间里，Harrell共说出了近6,000个不同的词汇。设备的准确率保持在97.5%。

这一成绩超过了许多转录讲话手机应用程序的准确率。这也标志着比之前的研究有了进步，因为以前的研究中，植入物的准确率约为75%，每四个词中就有一个可能被误解。

而且，与马斯克的脑机接口Neuralink设备帮助人们在屏幕上移动光标不同，Harrell的植入物使他能够探索无限大和更复杂的言语领域，研究人员表示，这是一个可以让患者每天用来与家人朋友交流的系统。

研究人员说，这一成就部分得益于像ChatGPT这样的语言工具所使用的人工智能模型。在任何给定时刻，Harrell的植入物会拾取一组神经元的活动，将它们的发射模式翻译成元音或辅音的声音单位。然后，计算机将一串这样的声音聚合成一个词，并将一串词聚合成一个句子，选择它们认为最有可能与Harrell试图说的内容相符的输出。

不过，是否同样的植入物对更严重瘫痪的患者也同样有帮助尚不清楚。因为，Harrell的言语能力虽然已经退化，但并没有消失。而且，尽管这套技术作用显著，但成本昂贵的同时绝大多数保险无法覆盖，普通人无法负担。

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