“腦機接口”讓漸凍症者重新“說話”

新發表在美國《新英格蘭醫學雜誌》的研究顯示，通過在漸凍症患者大腦中植入腦機接口設備，並將腦信號解碼轉換成語音，可成功讓其重新「說話」。這一新系統的開發或可幫助因罹患神經系統疾病而致語言能力受損的人恢復交流能力。

漸凍症醫學名稱為肌萎縮側索硬化症，是一種神經退行性疾病，會影響大腦和脊髓中的運動神經元，造成運動神經元死亡，令大腦無法控制肌肉運動。其主要臨床表現是肌肉逐漸萎縮無力，患者最後會因呼吸衰竭而死亡。由於喪失了對說話相關的肌肉控制，漸凍症患者也會出現語言障礙。

為了開發該系統，美國加利福尼亞大學戴維斯分校等機構研究人員招募了一名四十五歲的漸凍症男性患者。他在接受腦機接口設備植入手術前四肢癱瘓，說話也很難被他人理解，需依靠專門翻譯。

研究人員將四個微電極陣列植入患者左中央前回——大腦中負責協調言語的區域，這些陣列可以記錄來自，二百五十六個皮質電極的大腦活動。患者在提示式和即興對話環境中都使用了該系統。在這兩種情況下，語音解碼都能即時進行，解碼後的單詞快速顯示在螢幕上，系統也會不斷更新以保證其準確運行。研究團隊還對軟體合成的聲音進行了訓練，使用的正是患者之前的聲音樣本，這使電腦在大聲“朗讀”患者所想的單詞時，聽起來完全就像患者得病之前的聲音。

試驗顯示，在第一次語音資料訓練中，該系統花了三十分鐘，以五十個詞的詞彙量實現了百之九十九點六的準確率。在第二次訓練中，潛在詞彙量增加到十二萬五千個單詞。僅用一點四小時的額外訓練資料，腦機接口設備就在這個大大擴展的詞彙量下實現了百分之九十點二的準確率。在繼續收集資料後，腦機接口設備的準確率仍保持在百分之九十七點五。

研究人員說，與以往類似的腦機接口技術相比，該系統在訓練速度和解碼率方面都實現了顯著提升，可更快實現高效的數據處理和更準確的詞彙識別。研究顯示，在不同的對話情境中，該系統都可實時將患者想表達的意思解碼為單詞顯示出來。患者使用該系統與他人當面交流和視頻聊天超過二百四十八小時，“翻譯”準確率可達百分之九十七。

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