脑机接口，从“解码言语”到更多或许（世界科技前沿）

脑机接口技能经过检测和调控大脑活动，解码言语在大脑与外部设备之间树立直接的脑机接口信息通路，发明了史无前例的更多人机交互办法，也让“意念对话”从科幻照进实际。或许近年来，世界跟着技能迭代展开，科技多国在相关范畴展开试验探究，前沿特别是解码言语在言语脑机接口范畴获得了一系列打破：从中风瘫痪患者“脑波转语音”的实时沟通，到脑控机械臂书写汉字，脑机接口再到协助渐冻症患者前进日子质量……这一新式技能正在为言语障碍集体架起沟通国际的更多桥梁，也将为医治神经体系等方面疾病供给新的或许思路和计划。

可实时将大脑活动转化为言语。世界

大脑是科技一个强壮而孤单的器官，它被颅骨紧密维护，前沿负责处理感觉、解码言语情感、回忆、决议计划与运动等信息。外界信息进入大脑，或大脑信息传至外界，依赖于咱们身体的生物信息接口（即感官和神经体系）。现代科技的展开，使人类开端有才能检测到大脑活动信号，并从中解码所含信息，然后运用这些信息越过肌肉体系，直接操控外部设备，适当于在大脑和外部国际间树立了一个人工的信息接口，这便是脑机接口技能。

言语脑机接口作为脑机接口的一个详细运用方向，它经过直接检测大脑活动，特别是从操控运动的脑区提取与说话相关的信号，解码其间包含的语句信息，然后操控语音组成设备“说出”患者想说的话。抱负情况下，它就像一个实时的同声传译体系，不只要精确解读人们的目的和主意，还应尽或许快速、保真地输出天然言语。要完结这一功用，科学家们需求处理信号解码、语音组成、输出推迟等一系列技能问题。

跟着神经科学与工程技能的前进，全球多项研讨正从不同维度推动言语脑机接口技能快速迭代，有望迈入“毫秒级解码+天然对话”的医疗运用新阶段。本年3月，我国自主研制的“北脑一号”半侵入式体系完结第三例人体植入，其柔性高密度电极完结了128通道同步信号收集，使渐冻症失语患者成功康复言语沟通才能，一起下降了手术伤口危险。前不久，美国加利福尼亚大学戴维斯分校研讨团队发布了一种新式言语脑机接口体系。该团队在一名45岁因渐冻症而失语的男性患者脑部植入了256通道的微电极阵列，并运用深度学习算法捕捉他大脑中的相关信号，然后解分出他想说的言语。体系可以每10毫秒捕获一次脑波信号特征，简直可以实时解码失语患者企图宣布的声响，并且能显现语调改变，还能以3种音高哼唱出一串音符，全体表达愈加天然流通。

人工智能算法是技能打破的要害。

集成并运用先进的人工智能模型，是脑机接口解码大脑神经信号、生成和输出天然言语的要害。

近年来，全球各地的科研机构在这一范畴相继发布最新进展。荷兰乌得勒支大学医学中心与拉德堡德大学团队优化深度学习模型，将感觉运动皮层的神经活动实时转化为可辨认的语音。该模型可以完结单个单词92%—100%的分类精确率，一起组成语音的语谐和音色特征也得到高度保存。此次加利福尼亚大学戴维斯分校研讨团队开发的深度学习模型中，还运用患者失语前的录音资料来练习人工智能算法，使其可以组成和输出近乎患者原声的语音。

汉语有418个音节和四腔调，相较于英语等言语，研制针对汉语特征的神经编解码机制和信息处理手法面对更大的应战。我国复旦大学隶属华山医院、上海科技大学、天津大学联合团队开发了面向中文的言语脑机接口。这种多流神经网络模型，一起对腔调及音节进行解码，完结单被试腔调音节分类正确率最高到达76%，单字解码分类正确率到达91%。

这些研讨进展为言语脑机接口走向有用奠定了坚实基础。未来更大的应战或许在于对目的和语义的解码。现在的研讨，主要是处理从操控发声的大脑皮层解码言语运动指令的问题，但有适当一部分失语症的患者，是因为安排言语的脑区而不是操控发声的脑区受损，所以难以安排通畅的语句。这需求直接从处理层级更高的大脑皮层记载信号，用以解码患者目的，并结合大言语模型等人工智能技能生成相应的言语表述。现在，对脑内杂乱目的的解码还处于研讨的初期，等待未来的言语脑机接口可以进一步打破，完结真实的“所想即所得”。

有望为医治神经体系疾病带来革新。

在医疗范畴，脑机接口技能不只可以协助失语症患者康复言语才能，还有望在神经体系损害或疾病医治方面引发更多革新。

比方，瑞士洛桑联邦理工学院和洛桑大学医院的研讨人员此前开发了一种脑—脊髓接口，经过解码大脑的运动操控指令并影响参加行走的脊髓区域，让瘫痪患者完结了行走。现在该体系在植入后坚持了一年以上的安稳运转，患者可在家庭环境中独立运用，且无需频频校准。

近来，复旦大学、中国科学院联合团队开宣布全球首款光谱掩盖可见光和红外线的视觉假体。该设备植入眼底后，可在视网膜中代替感光细胞接纳光信号，将其转化为电信号，激活视网膜上的神经节细胞，并将视觉信息传送至大脑。这一技能让失明的试验动物从头获得了对可见光和红外线的感知才能，未来有望在医治视网膜病变方面获得打破。

此外，脑机接口可以经过植入电极精准地调控脑中特定靶点的活动，也可以经过非侵入式的办法（比方经颅的电影响或磁影响）来进行调控。前者的成功比如包含运用深部脑影响医治帕金森病，后者现在现已有很多的研讨在探究，用于医治从重度郁闷到阿尔茨海默病等多种脑疾病。

不过，脑机接口技能仍有不少亟待霸占的应战。植入式脑机接口需求进一步验证在体内长时间作业的安稳性和安全性，进一步下降电极植入的伤口，并前进关于神经信号解码的精确性和运转安稳性。一起，脑科学研讨需求提醒更多关于大脑信息处理进程和处理形式的常识，以便脑机接口可以更高效地与大脑进行交互。

与此一起，因为脑机接口技能直接触及对大脑活动的检测和干涉，其未来展开有必要高度重视道德、隐私、数据安全等潜在危险。这些问题现已得到联合国等国际安排以及我国相关主管部门的高度重视，脑机接口研讨与运用相关的道德、标准、标准正在逐步完善，以保证脑机接口技能和运用可以健康、可继续地展开，终究谋福全人类。

（作者为中国科学院自动化研讨所研讨员）。

《 人民日报 》（ 2025年07月15日   17 版）。

(责任编辑：休闲)