大脑讯号变文字仪器 解码失语者「想」说的话

■科研人员利用植在瘫痪失语病人大脑皮层的电子仪器，收集大脑讯号并转化为电脑屏幕文字。

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UCSF华裔神经外科医生张复伦（Edward Chang）周四接受台湾中央社专访表示，这项研究证明科技可以为失去语言能力的人恢复沟通，带来新的前景。他们把一张由一百二十八个电极感应器组成的长方形薄片，植在病人大脑语言区的表层，记录大脑活动讯号，经由连结的电脑接收这些讯号并翻译成文字，用以帮助中风、脊髓损伤或神经性退化疾病而失去说话能力的患者，找回沟通方法。

张复伦领军的研究团队开发出「神经合成语音」技术，找到了病人脑波讯号与嘴唇、下巴、喉舌肌肉运动之间的关系，达成了将思维变成文字的目标，目前被认定是第一个从人类大脑活动，直接解码完整词汇的成功案例。这项名为「透过『脑机介面』恢复手臂和语言功能」（BRAVO）的研究，使用大脑表面的感应装置，将大脑活动和讯号转化为文字。研究结果在周四出版的《新英格兰医学期刊》发表。

就像大脑传送讯息让手或脚移动，大脑也向声带、下巴等发送讯号以便发出声音。许多瘫痪人士无法控制那些肌肉，即使大脑准备好了传递讯息，那些讯息却被困住。张复伦的团队正是把这一段弥补起来，解码患者大脑想要说出的话，但不是解读失语者的感受，或读心术。

匿名Pancho的美国人自二○○三年车祸后瘫痪且失语，研究人员在他大脑皮层植入电极，现在他可以对外沟通。三十八岁的Pancho原是加州一处酒庄的工作人员，二十岁的夏天，他在观看一场足球赛后发生车祸，胃部严重受伤。手术治疗出院后，他以为能够逐渐迈向康复之路，没想到一起身就呕吐晕眩，经诊断是手术后血栓导致脑损伤，接下来是漫长的瘫痪和失语。《纽约时报》周三报道，三年前Pancho决定接受这个脑神经研究时，研究团队没有把握他大脑的语言区处于十五年「休眠状态」，是否能被唤醒、再次说话。在长达八十一周、五十次的临牀测试，研究人员请他尝试说出五十个常用词汇，包括「肚子饿」、「音乐」、「电脑」、「水」、「好」等单词。仪器现能够辨认五十个词汇，彼此组合的话可构成超过一千句短句。

张复伦植入Pancho大脑皮层的电极感应器会透过一条电线，将讯号传输到一台电脑，把Pancho「想」说的话，显示在电脑荧幕上。

Pancho在受试中第一个清晰句是「我的家人在外面」。现在要他表达「我的护士在外面」、「请给我眼镜」都毫无问题。被问到「你今天好吗」、「你口渴吗？」等问题，而屏幕也的确能显示「我很好」、「我不渴」等回答。新技术可在病人大脑反应三、四秒后，屏幕上就会出现句子。研究团队预计技术发展成熟后，还能协助身体受伤、中风，甚至罹患俗称「渐冻人症」的肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）患者，帮助他们表达思想。张复伦表示，同事将继续改善仪器的辨识速度、准确程度及词汇量，未来更可能以电脑合成语音取代屏幕文字。

张复伦成长于三藩市湾区，父母来自台湾。他进入加州大学三藩市分校医学院之前，曾在上海中医药大学研习一年针灸。他于二○一五年荣获布拉瓦尼克国家生命科学奖。