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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’的声息澳门金沙城赌场官网，然后电脑屏幕上出现一句齐全的英语句子，Pat 十分慷慨地举起双手，振作地看着咱们，不断地点头表示那即是她想说的。咱们在样子有东谈主都和她一王人欣忭，那时我也差点哽噎。”斯坦福大学诡计机科学系博士生范超霏表示。

图 | 正在进入执行的帕特·本纳特（Pat Bennett）（泉源：贵府图）

日前，范超霏和所在团队研发出一款脑机接口配置，在 AI 的匡助之下能将东谈主脑的神经举止，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，创下该类后果当今最快的笔墨转变速率。

想象一下若是有一天醒来，假如一个东谈主发现我方不错看到和听到，却不行语言、也不行指挥我方的体格，那么他会有多萎靡？事实上，当今有不少东谈主正在这种处境之中。

他们的大脑因为各种原因比如中风、脊髓瘫痪、肌萎缩侧索硬化症等，会慢慢失去对体格的适度。这类患者只可通过一些补助技巧来和身边的东谈主同样，比如眼球跟踪、脑电波识别（即非侵入式脑机接口）等。

天然这些补助技巧不错让他们再行与外界同样，但是同样速率十分慢，可能一分钟只可说出几个单词，而平淡东谈主一分钟不错说出 160 个单词操纵。

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之前，也有其他科研团队使用半侵入式脑机接口，来尝试完了“东谈主脑神经举止转笔墨”。但是，半侵入式脑机接口的别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。

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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 个肤浅的单词，准确率也惟有 75% 操纵。

为了让该类患者更高效地和外界同样，学界一直在尝试是否有更高效的步调。基于此，范超霏所在团队研发出一种愈加径直的步调，即在大脑的特定区域植入微电极（microelectrode arrays），获取大脑在语言时候神经元的电信号，然后把取得的信号径直转变成笔墨。

这次由范超霏等东谈主研发的系统，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，这次系统有着质的擢升。相干论文的评审大众表示：“不管是在速率上如故在准确率上，这都是脑机接口范围的一次紧要冲破。”

其意旨在于证实了侵入式脑机接口不错匡助患者再行“启齿语言”。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，相干论文以《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·休斯医学接洽所弗朗西斯·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）、斯坦福大学诡计机科学系范超霏是共吞并作。

图 | 相干论文（泉源：Nature）

全体来看，这次后果最主要的诈欺场景在于，匡助因为脑疾病不行语言的患者再行和外界同样。

当今，该团队使用的硬件配置十分复杂，因此仅限于在执行室中使用。异日几年内，假如一些脑机接口公司能够奏凯推出新款脑机硬件，那么这次斯坦福团队的执行后果，搭载新的脑机硬件就能被回荡为信得过不错匡助东谈主类的居品。

届时，就能联想出愈加便携的脑机居品，让患者遍地随时都能使用。范超霏表示：“咱们敬佩在些许年内，会有更多新的脑机配置取得 FDA 批准，到时本次后果将能信得过匡助到患者。”

据先容，范超霏加入本次神气时，接洽筹办还是制定完毕。那时，他们盘算需要寻找别称还是失语的肌萎缩侧索硬化症患者来参与覆按。原因在于关于这类患者来说，在其大脑中适度嘴部肌肉的区域植入微电极，若是果真出现风险酿成的后果相对较小。

范超霏表示：“寻找患者的进程耗时好几年。由于咱们的神气属于临床覆按，存在一定风险。就算执行很成效，但辩论到咱们的脑机硬件比较宽敞，无法让患者遍地随时使用。是以，尽管这时间不断有患者来酌量，但终末大大量并未盘算参与。”

其后，67 岁的帕特·本纳特（Pat Bennett）决定参与本次执行。范超霏说：“她是一个十分乐不雅、十分有活力的老老婆。Pat 是别称患病多年的肌萎缩侧索硬化症患者。她还是失去了语言智力，只可发出‘嗯’‘啊’的声息。她也无法落寞行走必须借助轮椅，但是她仍能通过写字和外界同样。”

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2022 年头，斯坦福大学神经外科负责东谈主杰米·亨德森（）证实闲暇开展针对 Pat 的执行。

范超霏表示：“微电极的植入是一个本领条目十分高、同期很少有东谈主作念过的手术。而 是全球少数几个作念过多例此类手术的脑外科医师。”

手术之前， 仔细筹办了每一个要领。总计手术历时半天，进程很奏凯。手术之后省略三周，他们启动会聚数据。

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每周的其中两个早上，课题构成员都会来到 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。

由于之前从未有东谈主作念过肖似执行，因此总计数据会聚进程历时好几个月，时间也历经了诸多不细目性。

比如，他们一启动收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老到的区域，关于从这个脑区获取灵验的信号大众也比较有信心。

另一个脑区叫布若卡氏区（Broca’s area），尽管针对这个脑区的接洽已有好多，但莫得东谈主信得过像他们一样通过植入微电极来潜入接洽它的功能。

笔据之前的接洽，课题组原认为能从这个区域取得跟语言相干的信号。然则，他们却以失败而告终。

“这就意味着关于解码语言来说，有一半的植入电极都没起到作用，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。

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如前所述，由于患上肌萎缩侧索硬化症，Pat 还是好几年无法张白话言，只可通过手写步地来和身边东谈主同样。当课题组的执行进行到第二个月的时候，他们还是会聚到实足多的数据，这时借助 AI 模子还是能够准确识别 Pat 所说的话。而当 Pat 第一次使用本次系统说出话的时候，于今让范超霏百里挑一在目。

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图 | 范超霏和 Pat（泉源：范超霏）

此外，2023 年头本次神气的主导东谈主之一、范超霏的导师、斯坦福大学诡计机科学系证实克瑞斯那·申诺伊（）

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可怜死亡。范超霏说：“ 从 2022 年头就被会诊出胰腺癌，而后他一直在和病魔招架。 是一个十分高出的科学家，他的联想即是有一天能通过脑机接口来匡助患者。”

为了完了这一筹办， 从山公启看成念执行，借此意会了大脑畅通皮层的责任旨趣，然后联想脑机接口来解读畅通皮层的信号。

“不错说他是少数同期耀眼电气工程、脑科学、和医学的东谈主。同期， 又是一个十分乐不雅的东谈主，他会谨慎重视身边的每一个东谈主。我铭记好几次和他开会，因为执行不顺我十分不振，但是他会用和缓的口气、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，而这项接洽其实是他终生起劲的结晶。”范超霏说。

斯东谈主已去，作念出更好的接洽是关于导师最大的告慰。后续，范超霏和所在团队将会更潜入地意会大脑通过适度嘴部肌肉来语言的旨趣。

前边提到，本次执行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适度全身肌肉信号的地方。而关于大脑如何适度手和手臂，课题组还是有了一定了解。但是，东谈主在语言的时候需要同期快速调遣嘴部和喉部多块肌肉，是以揭开大脑产生这种适度复杂畅通的信号的背后旨趣，不错匡助咱们更好地意会大脑的运作。而这也将是课题组后续接洽的处所。

另据悉，范超霏能参与到这次神气中，既和我方的学习收获相干，也和我方也曾的业界责任资历相干。据先容，其本科毕业于浙江大学竺可桢学院，大三启动去加拿大西蒙菲莎大学交流。

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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，他再次收受回到斯坦福读研。硕士毕业之后，他又在这里攻读博士。

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趣。我很珍爱那些很早就知谈我方心爱什么的东谈主。我在外出问问公司的那段时期构兵了好多 AI 的东西。我对 AI 很有兴趣，同期也知谈那时的 AI 依旧存在很大的局限性。”

在工业界的时候，范超霏很少未必期潜入想考如何惩处 AI 的局限性。因此，他决定回到斯坦福不竭深造，期许通过意会东谈主脑的责任步地来联想更好的 AI 居品。

其表示：“业界的责任资历让我细目了我方感兴趣的范围。回到校园之后，我发现其实读博长短常粗重的，像咱们可能好几年都找不到一个执行患者，发出来一篇论文好几年就昔时了，因此必须有刚毅的信念来让我方坚握下去。”

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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

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