渐冻症等疾病会导致患者丧失说话能力。最新脑机接口技术通过植入脑部电极解码大脑语言信号，帮助失语者重新与外界高效沟通。
对于Casey Harrell来说，能重新与家人交流曾经是一个遥不可及的梦想。6年前，40多岁的他被诊断出患有肌萎缩侧索硬化症(俗称渐冻症)。这是一种会破坏大脑和脊髓中控制肌肉的神经细胞的疾病。在美国，约有35000人受其折磨。随着神经连接不断恶化，Casey Harrell逐渐失去了对肌肉的控制，被迫困在轮椅和床上。更痛苦的是，控制喉咙和口腔肌肉的信号也中断了，让他无法正常说话。对于失语患者而言，失去表达能力比失去行动能力更加摧残心灵，因为语言是连接人际关系和维持自我认同的核心。
转机发生在2023年。Casey Harrell参加了加利福尼亚大学戴维斯分校的一项临床试验，在负责控制说话运动的大脑左侧语言运动皮层植入了4个小型电极阵列。这项脑机接口技术的工作原理十分巧妙：虽然神经信号无法传导至口腔肌肉，但植入的电极能够实时捕捉大脑发出的微弱电信号并传送到计算机。先进的机器学习算法会将这些大脑活动模式与声音的基本单位(音素)进行匹配，再由语言模型将音素拼合为完整的句子显示在屏幕上。
测试初期，研究人员先使用包含了50个常用词的词库进行测试。当屏幕上成功显示出Casey Harrell脑海中所想的句子时，现场的研究人员和家属激动得落下了眼泪。第二天，词库扩展到了超过125000个词。当时，Casey Harrell在屏幕上打出了一句看似奇怪的话：“我在找一只猎豹。”科研人员一度以为是解码出现了错误，直到看到他4岁的女儿穿一身猎豹服装跑进房间。那一刻，大家意识到这项技术不仅能还原文字，更能重塑人与人之间真实的即兴情感交流。
如今，Casey Harrell每天使用这套系统10到14小时，已累计输出近200万字。他不仅可以用它发送电子邮件、在Slack上交流，还能和家人一起玩Wordle游戏，甚至重新开始了气候咨询工作。
尽管目前的系统仍存在体积较大、无法随身携带以及存在约2分钟对话延迟等限制，但下一代技术正在快速演进。密歇根大学安娜堡分校的神经外科医生Matthew Willsey与帕拉德罗米克斯公司合作，测试了一款全植入式的可穿戴脑机接口设备。这款设备约1.8厘米大小，包含421个电极，可以直接将大脑信号传输至胸部的收发器，大幅缩短延迟，让对话更加顺畅自然。同时，加利福尼亚大学旧金山分校的生物工程师Samantha Brosler还在探索将大脑语言解码与点头、耸肩等手势结合，打造更加丰富的表达渠道。
虽然脑机接口技术仍面临设备成本高昂、手术创伤以及大脑信号长期稳定性等挑战，但研究人员正朝着更轻便、更准确的方向迈进。对于包括Casey Harrell在内的众多失语者而言，这项技术的出现让他们看到了重新发声、拥抱生活的希望。
原文：https://www.sciencenews.org/article/brain-implants-restore-voices-injuries