騰訊科技訊 8月16日消息，據國外媒體報道，在一項超乎預期的實驗中，醫生在漸凍症患者哈雷爾的大腦內植入了腦機接口設備，成功捕捉到了他試圖表達的語言意圖。隨後借助先進的人工智能技術，生成了極為貼近哈雷爾原始聲音的輸出，這一成就為言語交流障礙患者帶來了新希望。
患漸凍症失去語言能力 大腦植入物帶來希望
漸凍症（ALS）又稱肌萎縮性側索硬化症，會影響控製全身運動的神經細胞。這種疾病會導致患者逐漸喪失站立、行走和使用四肢的能力。有時候，它還會導致患者失去對用於說話的肌肉的控製，從而失去語言溝通能力。
四年前，當凱西·哈雷爾（Casey Harrell）患上漸凍症時，他逐漸失去了與妻女親密互動的能力——從與妻子漫步、懷抱愛女到簡單翻動書頁等。他的妻子萊瓦娜·薩克森（Levana Saxon）形象地將這種病喻為“夜間的竊賊”，無聲無息間剝奪了他的一切。
對於時年46歲的哈雷爾而言，最令人心碎的莫過於失去語言能力。在此之前，他為女兒吟唱了最後一曲溫馨的睡前童謠，在卡拉OK上最後一次放聲高歌惠特尼·休斯頓（Whitney Houston）的經典曲目。在作為氣候活動家的生涯中，完成了最後一次獨立進行的Zoom演示。
然而，去年7月突然出現了轉機。加州大學戴維斯分校的醫生團隊通過手術，在哈雷爾的大腦中植入了電極，旨在解碼他的思維意圖，恢複其語言溝通能力。此舉讓他成為了前沿科學探索的最新測試對象，該領域正吸引著包括埃隆·馬斯克（Elon Musk）旗下Neuralink在內的眾多資金雄厚企業，它們共同致力於實現人腦與計算機的直接連接。
圖注：哈雷爾專注地麵對著顯示器，屏幕上綠色光標旁的文字就是他想表達的意思
研究人員近期在《新英格蘭醫學雜誌》上發表的報告令人振奮，他們指出哈雷爾的實驗成果遠超預期，為植入式語音解碼器樹立了新的標準，彰顯了此類設備對語言障礙患者的巨大潛力。
加州大學舊金山分校神經外科專家愛德華·張（Edward Chang）雖未直接參與哈雷爾的治療，但作為語音植入物領域的先驅，他感慨道：“這無疑是激動人心的進展。”他強調，幾年前這類技術還僅停留於科幻想象，而今已“迅速迭代，日臻完善”。
可識別6000個詞匯，準確率達97.5%
治療團隊在哈雷爾的大腦皮層植入了四個電極陣列，外觀宛如微型釘板，數量是近期另一項針對ALS患者語言區植入研究的兩倍之多。每當哈雷爾嚐試通過嘴唇、下巴及舌頭的細微動作發聲時，每個陣列上的64個尖端便精準捕捉來自神經元的電信號脈衝，為解碼其意圖提供支持。
圖注：這是連接至腦機接口的釘狀界麵，它可以讓哈雷爾重新找回了表達自我的聲音
手術後的第三周，科學家團隊齊聚哈雷爾位於加州奧克蘭的客廳，進行了一場前所未有的“接通儀式”——將精密的植入物與一係列高科技電腦無縫連接，電纜巧妙地連接至從哈雷爾頭骨延伸而出的兩根金屬支柱上。
經過簡短的計算機訓練，係統迅速掌握了哈雷爾的言語模式，隨即植入物在包含50個詞匯的測試中大放異彩，以99.6%的準確率記錄並解析了他的意圖。
這一驚人效果讓科學家們不得不重新審視其研究路徑，甚至從初步分析流程中剔除了一個預設階段。在首次嚐試發出“這有什麽用？”的疑問時，哈雷爾的聲音雖因激動而顫抖，笑容中卻難掩淚光，這一幕成為了裏程碑式的瞬間。
對於旁聽者而言，哈雷爾口中的“怎麽樣”與“好”或許依舊模糊難辨，但對於那些深入他大腦神經元、與之緊密相連的電極而言，這些單詞卻非常清晰。屏幕上，一字一句，精準無誤地映射出他內心深處始終想要表達的話語。
這個裝置巧妙地規避了哈雷爾因疾病受限的麵部肌肉，轉而直接利用其運動皮層，這是語言指令的最初發源地。加州大學戴維斯分校的神經科學先鋒謝爾蓋·斯塔維斯基（Sergey Stavisky）指出：“關鍵突破在於將更多精密陣列精準植入大腦的語言中樞，實現了前所未有的精準度。”
圖注：哈雷爾的妻子萊瓦娜（左）曾將這種疾病喻為“夜間的竊賊”
次日，係統即展現出驚人能力，能識別超過12.5萬個詞匯，準確率高達90%，並首次成功構建出哈雷爾內心所想、完全自主表達的句子。更令人讚歎的是，這些句子以近乎哈雷爾本人的聲音傳達，這要歸功於研究團隊利用播客訪談及舊錄音，對其患病前語音特征的深入模擬與還原。
在布朗大學與退伍軍人事務部神經學家利·霍奇伯格博士（Leigh Hochberg）聯合領導的臨床試驗網絡中，哈雷爾曾言：“我在找一隻獵豹。”這句獨特且意外的表達，是他第二次自發說出，其獨特性甚至讓研究團隊開始回顧視頻，最終確認為一次解碼過程中的微妙偏差。
然而，這句意外的“我在找一隻獵豹”卻悄然向房內的醫生傳遞了一個重要信號：植入物已能捕捉哈雷爾最個性化的語言片段——原來，是他女兒阿雅（Aya）剛換上獵豹連體衣歸家，激發了父親參與她童真幻想的願望。緊接著，哈雷爾繼續說道：“我可愛的女兒，我等這一刻已經太久了。”
圖注：哈雷爾大腦的3D打印模型，幫助科學家為其量身定製植入物
隨著科學家對係統的不斷訓練與優化，其識別哈雷爾語音的能力愈發卓越。研究表明，在長達八個月的期間內，哈雷爾成功說出了近6000個獨特詞匯，而設備維持了97.5%的準確率，這一成績已超越眾多智能手機語音轉錄應用的性能，相較於過往研究更是實現了質的飛躍。以往的研究中，植入物的識別準確率僅約75%，意味著每四個單詞中就有一個可能被誤解。
ChatGPT提供助力，說話方式變得更正式
Neuralink等裝置雖能輔助光標操控，但哈雷爾的植入物則引領他踏入了一個更為廣闊、複雜的語言交流水平。為哈雷爾做手術的神經外科專家戴維·布蘭德曼博士（David Brandman）說：“這項技術已從科學演示蛻變為日常工具，讓凱西（哈雷爾）每日都能流暢地與親友對話。”
這一飛躍部分歸功於ChatGPT等先進人工智能語言模型的助力。哈雷爾的植入物能夠即時捕捉神經元活動，精準轉換放電模式為元音、輔音因素，隨後計算機巧妙地將這些聲音片段匯聚成單詞，進而構建成句，確保輸出內容最貼近哈雷爾的真實意圖。
在近期采訪中，哈雷爾親身展示了這一過程：在長時間的停頓中，電腦在靜默間隙中編織他的思緒成句，他則通過屏幕微調字詞，最終引導自己發出聲音。不過，哈雷爾解碼後的聲音顯得更為正式，這源於係統傾向於生成完整語句的特性。研究團隊正致力於優化人工智能算法，以期更精準地捕捉並呈現哈雷爾獨有的、非慣常使用的短語，讓交流更加自然流暢。
這一新生角色仿佛為哈雷爾解鎖了久藏心間的自我，他與伴侶重拾歡笑，共享生活的樂趣。哈雷爾深有感觸地表示，正如學習新語言能激發潛藏的性格特質，他的語音解碼器亦讓他重拾那些曾因疾病而漸漸淡出的個性元素，即便在數字轉換間略有變形，那份本真依舊。
他提及，設備偶爾會捕捉並重現他往昔的口吻，那些熟悉的詞匯如“What up?”從他舊日的聲音中流淌而出，令他忍俊不禁，直呼“我鍾愛此景”。
圖注：哈雷爾坦言，腦機接口和AI技術幫助他重新尋回了自我
此外，腦植入物還拓寬了哈雷爾在交流中的表達維度，同時也影響了周圍人對他的話語反饋。現在，他可以自由地向五歲的女兒阿雅表達愛意，而這份愛的傳遞也促使後者更多向他敞開心扉。
哈雷爾還透露，過去探訪的醫護人員常誤解其語言障礙為智力或聽力缺陷所致，盡管實際情況遠非如此。如今，他們不僅恢複了正常音量交流，且在觸碰時更顯細膩與尊重。對此，哈雷爾雖對需以腦部手術換取這一轉變感到無奈，“但我已選擇釋懷”。
植入物亦激發了哈雷爾重歸社交生活的憧憬，渴望重拾與遠方老友的聯係，那些因顧慮與羞赧而漸行漸遠的情誼。哈雷爾說，這次，他將“以他們能接受的方式與他們重逢”，以此跨越長久以來因無法言語而形成的隔閡。他說：“這讓我學會了寬恕。我期待告訴他們，一切都好，現在，是時候彌補過往了。”
未來或適用於重度癱瘓患者
至於該植入物是否適用於更嚴重的癱瘓患者，目前尚存疑問。畢竟，雖然哈雷爾的語言能力有所退化，但並未完全喪失，這為研究增添了複雜性。
此外，盡管這項技術展現出顯著的實用性，卻未能有效緩解漸凍症患者及其家庭所承受的經濟重壓。哈雷爾的妻子透露，保險公司僅在患者接受臨終關懷或停止工作並符合醫療補助條件時，才願承擔護理費用，這種情況無疑加劇了其他患者放棄延長生命治療的無奈。
俄勒岡健康與科學大學神經學教授梅勒妮·弗裏德-奧肯（Melanie Fried-Oken）指出，正是這種經濟機製，無形中加劇了殘疾群體的貧困化趨勢，限製了他們接觸並受益於前沿植入物等醫療技術的機會。
對於哈雷爾而言，生活在一個技術能夠連接電腦與大腦，卻無力解決最迫切財務困境的世界，無疑是一種複雜的情感體驗。他直言：“我既感幸運，又心生憤慨！”
在采訪中，哈雷爾談及術後工作效率與獨立性顯著提升，這不僅令他自豪，也堅定了其幫助推廣植入物的決心。每天早晨啟動設備前，哈雷爾總希望以特別的測試語喚醒係統，通常是深埋在心底的一句歌詞。
科學家們正全力以赴，致力於將這一夢想變為現實。在此之前，哈雷爾每天嚐試以歌聲讓植入物伴隨著旋律“蘇醒”。最近，他選取了一首芝加哥樂隊的經典老歌，其中一句歌詞他尤為喜愛，常對妻子深情朗誦：“若你此刻離我而去，你將帶走我生命中最珍貴的部分。”