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“那天，Pat 戴上咱们的系统，启齿发出一连串‘嗯嗯啊啊’的声息，然后电脑屏幕上出现一句齐备的英语句子，Pat 相称慷慨地举起双手，原意地看着咱们，不断地点头默示那即是她想说的。咱们在时事有东说念主皆和她一说念欣忭，那时我也差点哽咽。”斯坦福大学狡计机科学系博士生范超霏流露。

图 | 正在参预试验的帕特·本纳特（Pat Bennett）（开端：贵府图）

日前，范超霏和所在团队研发出一款脑机接口建造，在 AI 的匡助之下能将东说念主脑的神经活动，及时解码为电脑屏幕上的笔墨，每分钟不错解码 62个英语单词，创下该类后果现在最快的笔墨周折速率。

想象一下若是有一天醒来，假如一个东说念主发现我方不错看到和听到，却不行话语、也不行教导我方的体魄，那么他会有多悔悟？事实上，现在有不少东说念主正在这种处境之中。

他们的大脑因为各样原因比如中风、脊髓瘫痪、肌萎缩侧索硬化症等，会逐渐失去对体魄的收尾。这类患者只可通过一些援手技能来和身边的东说念主疏导，比如眼球跟踪、脑电波识别（即非侵入式脑机接口）等。

天然这些援手技能不错让他们从头与外界疏导，然则疏导速率相称慢，可能一分钟只可说出几个单词，而平方东说念主一分钟不错说出 160 个单词驾驭。

之前，也有其他科研团队使用半侵入式脑机接口，来尝试杀青“东说念主脑神经活动转笔墨”。然则，半侵入式脑机接口的远离率低于侵入式脑机接口，原因在于半侵入式的微电极仅仅放在大脑名义，由于并未植入大脑灰质，是以无法监测单个神经元的信号，只可监测一个区域的神经元产生的局部电场。

因此，此前的最佳后果也只可让患者每分钟说出 18 个单词，而且只可使用 50 个毛糙的单词，准确率也只须 75% 驾驭。

为了让该类患者更高效地和外界疏导，学界一直在尝试是否有更高效的花样。基于此，范超霏所在团队研发出一种愈加径直的花样，即在大脑的特定区域植入微电极（microelectrode arrays），获取大脑在话语时候神经元的电信号，然后把获取的信号径直周折成笔墨。

这次由范超霏等东说念主研发的系统，不错让受试者每分钟说出 62 个单词，患者可使用的单词多达 12.5 万个之多，准确率也能达到 76.2%。若是只使用 50 个单词，准确率则不错高达 90.9%。

比拟之前的半侵入脑机接口比，这次系统有着质的培植。联系论文的评审大众流露：“无论是在速率上照旧在准确率上，这皆是脑机接口边界的一次要紧纵情。”

其意旨在于讲明了侵入式脑机接口不错匡助患者从头“启齿话语”。况且，只须植入的微电极数目够多，准确率就不错接近百分百。

日前，联系论文以《一种高性能语音神经假体》（）为题发在 Nature[1]。斯坦福大学霍华德·休斯医学研究所弗朗西斯·威利特（）是第一作家兼通信作家，斯坦福大学电子工程系艾瑞因·M. 昆兹（Erin M. Kunz）、斯坦福大学狡计机科学系范超霏是共肃清作。

图 | 联系论文（开端：Nature）

举座来看，这次后果最主要的欺骗场景在于，匡助因为脑疾病不行话语的患者从头和外界疏导。

现在，该团队使用的硬件建造相称复杂，因此仅限于在试验室中使用。将来几年内，假如一些脑机接口公司能够顺利推出新款脑机硬件，那么这次斯坦福团队的试验后果，搭载新的脑机硬件就能被搬动为的确不错匡助东说念主类的居品。

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届时，就能瞎想出愈加便携的脑机居品，让患者随处随时皆能使用。范超霏流露：“咱们敬佩在多少年内，会有更多新的脑机建造获取 FDA 批准，到时本次后果将能的确匡助到患者。”

据先容，范超霏加入本次技俩时，研究谋略也曾制定已矣。那时，他们筹算需要寻找别称也曾失语的肌萎缩侧索硬化症患者来参与检修。原因在于关于这类患者来说，在其大脑中收尾嘴部肌肉的区域植入微电极，若是竟然出现风险形成的后果相对较小。

范超霏流露：“寻找患者的经由耗时好几年。由于咱们的技俩属于临床检修，存在一定风险。就算试验很收效，但接头到咱们的脑机硬件比较普遍，无法让患者随处随时使用。是以，尽管这时代不断有患者来磋商，但临了大无数并未筹算参与。”

其后，67 岁的帕特·本纳特（Pat Bennett）决定参与本次试验。范超霏说：“她是一个相称乐不雅、相称有活力的老配头。Pat 是别称患病多年的肌萎缩侧索硬化症患者。她也曾失去了话语智力，只可发出‘嗯’‘啊’的声息。她也无法孤苦行走必须借助轮椅，然则她仍能通过写字和外界疏导。”

2022 年头，皇冠体育账号斯坦福大学神经外科负责东说念主杰米·亨德森（）讲授持重开展针对 Pat 的试验。

范超霏流露：“微电极的植入是一个技巧条件相称高、同期很少有东说念主作念过的手术。而 是全球少数几个作念过多例此类手术的脑外科大夫。”

手术之前， 仔细谋略了每一个顺次。系数这个词手术历时半天，经由很顺利。手术之后大要三周，他们运转网罗数据。

每周的其中两个早上，课题构成员皆会来到 Pat 家中，他们让 Pat 坐在一台电脑前，这时她的大脑数据会及时传输到电脑。然后，电脑会把她的大脑信号及时解码成她想说的话。

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由于之前从未有东说念主作念过近似试验，因此系数这个词数据网罗经由历时好几个月，时代也历经了诸多不细则性。

比如，他们一运转禁受两个脑区植入电极，一个畅通是皮层脑区，这个脑区亦然该团队比较纯熟的区域，关于从这个脑区获取灵验的信号环球也比较有信心。

另一个脑区叫布若卡氏区（Broca’s area），尽管针对这个脑区的研究已有好多，但莫得东说念主的确像他们同样通过植入微电极来真切研究它的功能。

凭证之前的研究，课题组原觉得能从这个区域获取跟话语联系的信号。关联词，他们却以失败而告终。

“这就意味着关于解码话语来说，有一半的植入电极皆没起到作用，准确率也不如想象得高。但在同期，也意味着咱们有可能颠覆之前脑科学界对这个脑区的意志，从而开启一个新的表面。”范超霏说。

如前所述，由于患上肌萎缩侧索硬化症，Pat 也曾好几年无法张口话语，只可通过手写形势来和身边东说念主疏导。当课题组的试验进行到第二个月的时候，他们也曾网罗到弥漫多的数据，这时借助 AI 模子也曾能够准确识别 Pat 所说的话。而当 Pat 第一次使用本次系统说出话的时候，于今让范超霏绝难一见在目。

图 | 范超霏和 Pat（开端：范超霏）

此外，2023 年头本次技俩的主导东说念主之一、范超霏的导师、斯坦福大学狡计机科学系讲授克瑞斯那·申诺伊（）

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祸害去世。范超霏说：“ 从 2022 年头就被会诊出胰腺癌，尔后他一直在和病魔反水。 是一个相称凸起的科学家，他的理想即是有一天能通过脑机接口来匡助患者。”

为了杀青这一见解， 从山公运转作念试验，借此相识了大脑畅通皮层的责任旨趣，然后瞎想脑机接口来解读畅通皮层的信号。

“不错说他是少数同期精明电气工程、脑科学、和医学的东说念主。同期， 又是一个相称乐不雅的东说念主，他会负责柔和身边的每一个东说念主。我紧记好几次和他开会，因为试验不顺我相称悲怆，然则他会用和气的口气、用他的幽默和他的机灵，给我指出一条新的旅途。很缺憾他没能看到论文的发表，而这项研究其实是他终身竭力的结晶。”范超霏说。

斯东说念主已去，作念出更好的研究是关于导师最大的告慰。后续，范超霏和所在团队将会更真切地相识大脑通过收尾嘴部肌肉来话语的旨趣。

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前边提到，本次试验中微电极的植入位置，位于大脑的畅通皮层。畅通皮层是大脑生成并收尾全身肌肉信号的地点。而关于大脑奈何收尾手和手臂，课题组也曾有了一定了解。然则，东说念主在话语的时候需要同期快速改变嘴部和喉部多块肌肉，是以揭开大脑产生这种收尾复杂畅通的信号的背后旨趣，不错匡助咱们更好地相识大脑的运作。而这也将是课题组后续研究的标的。

另据悉，范超霏能参与到这次技俩中，既和我方的学习收货量度，也和我方也曾的业界责任资格量度。据先容，其本科毕业于浙江大学竺可桢学院，大三运转去加拿大西蒙菲莎大学交流。

本科毕业之后，他来到斯坦福大学读硕士，一年之后休学归国责任。5 年前，他再次禁受回到斯坦福读研。硕士毕业之后，他又在这里攻读博士。

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他说：“我在本科毕业乃至于读硕士的时候，还不明晰我方到底对什么感兴致。我很休养那些很早就知说念我方心爱什么的东说念主。我在外出问问公司的那段时刻战斗了好多 AI 的东西。我对 AI 很有兴致，同期也知说念那时的 AI 依旧存在很大的局限性。”

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在工业界的时候，范超霏很少偶然刻真切念念考奈那边置 AI 的局限性。因此，他决定回到斯坦福链接深造，盼愿通过相识东说念主脑的责任形势来瞎想更好的 AI 居品。

1937年，她跟队伍失散后，一瘸一拐走进“八路军驻兰州办事处”，看到战友，突然热泪盈眶。

其流露：“业界的责任资格让我细则了我方感兴致的边界。回到校园之后，我发现其实读博瑕瑜常顽固的，像咱们可能好几年皆找不到一个试验患者，发出来一篇论文好几年就往常了，因此必须有将强的信念来让我方坚捏下去。”

参考贵府：

1.Willett, F.R., Kunz, E.M., Fan, C.et al. A high-performance speech neuroprosthesis. Nature 620, 1031–1036 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06377-x

运营/排版：何晨龙

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