大腦訊號變文字儀器 解碼失語者「想」說的話

■科研人員利用植在癱瘓失語病人大腦皮層的電子儀器，收集大腦訊號並轉化為電腦屏幕文字。

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UCSF華裔神經外科醫生張復倫（Edward Chang）周四接受台灣中央社專訪表示，這項研究證明科技可以為失去語言能力的人恢復溝通，帶來新的前景。他們把一張由一百二十八個電極感應器組成的長方形薄片，植在病人大腦語言區的表層，記錄大腦活動訊號，經由連結的電腦接收這些訊號並翻譯成文字，用以幫助中風、脊髓損傷或神經性退化疾病而失去說話能力的患者，找回溝通方法。

張復倫領軍的研究團隊開發出「神經合成語音」技術，找到了病人腦波訊號與嘴唇、下巴、喉舌肌肉運動之間的關係，達成了將思維變成文字的目標，目前被認定是第一個從人類大腦活動，直接解碼完整詞彙的成功案例。這項名為「透過『腦機介面』恢復手臂和語言功能」（BRAVO）的研究，使用大腦表面的感應裝置，將大腦活動和訊號轉化為文字。研究結果在周四出版的《新英格蘭醫學期刊》發表。

就像大腦傳送訊息讓手或腳移動，大腦也向聲帶、下巴等發送訊號以便發出聲音。許多癱瘓人士無法控制那些肌肉，即使大腦準備好了傳遞訊息，那些訊息卻被困住。張復倫的團隊正是把這一段彌補起來，解碼患者大腦想要說出的話，但不是解讀失語者的感受，或讀心術。

匿名Pancho的美國人自二○○三年車禍後癱瘓且失語，研究人員在他大腦皮層植入電極，現在他可以對外溝通。三十八歲的Pancho原是加州一處酒莊的工作人員，二十歲的夏天，他在觀看一場足球賽後發生車禍，胃部嚴重受傷。手術治療出院後，他以為能夠逐漸邁向康復之路，沒想到一起身就嘔吐暈眩，經診斷是手術後血栓導致腦損傷，接下來是漫長的癱瘓和失語。《紐約時報》周三報道，三年前Pancho決定接受這個腦神經研究時，研究團隊沒有把握他大腦的語言區處於十五年「休眠狀態」，是否能被喚醒、再次說話。在長達八十一周、五十次的臨牀測試，研究人員請他嘗試說出五十個常用詞彙，包括「肚子餓」、「音樂」、「電腦」、「水」、「好」等單詞。儀器現能夠辨認五十個詞彙，彼此組合的話可構成超過一千句短句。

張復倫植入Pancho大腦皮層的電極感應器會透過一條電線，將訊號傳輸到一台電腦，把Pancho「想」說的話，顯示在電腦熒幕上。

Pancho在受試中第一個清晰句是「我的家人在外面」。現在要他表達「我的護士在外面」、「請給我眼鏡」都毫無問題。被問到「你今天好嗎」、「你口渴嗎？」等問題，而屏幕也的確能顯示「我很好」、「我不渴」等回答。新技術可在病人大腦反應三、四秒後，屏幕上就會出現句子。研究團隊預計技術發展成熟後，還能協助身體受傷、中風，甚至罹患俗稱「漸凍人症」的肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）患者，幫助他們表達思想。張復倫表示，同事將繼續改善儀器的辨識速度、準確程度及詞彙量，未來更可能以電腦合成語音取代屏幕文字。

張復倫成長於三藩市灣區，父母來自台灣。他進入加州大學三藩市分校醫學院之前，曾在上海中醫藥大學研習一年針灸。他於二○一五年榮獲布拉瓦尼克國家生命科學獎。