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这位 ALS 患者是脑植入设备“首位重度用户”，该设备让他能够说话
凯西·哈雷尔（Casey Harrell）利用他的植入设备与朋友和家人交谈、给年幼的女儿读书，以及完成他的工作。
存档页面：2026 年 6 月 15 日 图片来源：Ian C. Bates/The New York Times via Redux
执行摘要
凯西·哈雷尔的大脑内植入了一组电极，至今已近三年。哈雷尔患有肌萎缩侧索硬化症（ALS）并处于瘫痪状态，他于 2023 年首次借助一个研究团队，通过他的脑机接口（BCI）“说出”了句子。自那以后，哈雷尔已经累计使用了数千小时。一旦在护理人员的帮助下“连接”好设备，他基本上可以独立使用。他的团队还为设备增加了新功能，哈雷尔也用它来浏览网页和执行工作任务。
“患有 ALS 这样的疾病，人们通常会认为你的梦想会减少。但我没有，”哈雷尔告诉《麻省理工科技评论》。“这些功能中的任何一项都将是天赐的改善。而拥有所有这些，甚至更多，这绝对是革命性的。”
团队今天在《自然·医学》期刊上报告称，在设备植入后的前 22.6 个月内，哈雷尔在没有研究人员在场的情况下，在家中使用了超过 3800 小时。“他是语音 BCI 的首位重度用户，”团队成员、加州大学戴维斯分校的神经工程师谢尔盖·斯塔维斯基（Sergey Stavisky）说。
解码语音
三年前，哈雷尔将他的大脑托付给了加州大学戴维斯分校神经外科副教授大卫·布兰德曼（David Brandman）及其同事。当时 45 岁的哈雷尔已被诊断出患有 ALS，这是一种剥夺人们肌肉功能的退行性疾病。哈雷尔需要依靠他人来控制轮椅、穿衣和进食。他说话困难，人们很难理解他在说什么。随后，布兰德曼和他的同事询问他是否愿意试用一种可能帮助他交流的脑植入设备。
“这个行业正处于变革的前沿，我想成为其中一部分，”哈雷尔说。他报名参加了。
2023 年 7 月，在一次持续五小时的手术中，医生将四组电极阵列（每组 64 个电极）植入他的大脑。每对电极阵列都连接到一个“基座”连接点——这在他的颅骨外部创建了两个对接位置，用于将电极连接到计算机。
该团队长期以来一直致力于开发将大脑活动解码为语音的算法。他们的系统通过记录来自语音运动皮层的活动来工作，这是大脑中负责产生说话动作的区域。“构成（美国）英语所有声音的有 39 个音素，”团队成员、加州大学戴维斯分校的神经工程师尼古拉斯·卡德（Nicholas Card）说。绘制与产生每个音素相关的神经活动图谱，可以让团队创建个性化的语音解码器和能够“说出”这些单词的软件。“我们首先从大脑数据到音素，然后从音素到单词，”他说。
手术后大约一个月，他们开始使用该设备。卡德说，团队在第一天就让哈雷尔的语音解码器工作了。在那年的八月，哈雷尔使用该设备以 50 个单词的词汇量说话，其中 99.6% 的单词符合他的意图。该词汇量后来扩展到 125,000 个单词，准确率达到 97.5%。
当时，尚不清楚该设备能持续多久。脑机接口仍然很新——没有多少人长期植入过它们。例如，疤痕组织可能会在人脑中的电极周围形成，干扰它们接收神经活动的能力。但哈雷尔似乎没有出现这种情况。
重度用户
另一项进展是，哈雷尔现在能够更独立地使用该设备。2023 年，研究团队成员必须在他想使用设备的日子去他家，亲自为他连接和断开设备。现在不用了。该团队此后将系统更多地自动化——如今，哈雷尔的护理伙伴可以为他戴上和取下设备。“他醒来，接上设备，然后就开始使用，”斯塔维斯基说。
这一点很重要，乌得勒支医学中心的 BCI 研究员玛丽斯卡·范斯蒂塞尔（Mariska Vansteesel）表示，她没有参与这项试验。“为了让这些技术对患者有意义，我们确实需要在它们最终将被使用的环境中进行测试……以证明它具有价值、可用性，并且在没有研究团队持续参与的情况下也能良好运行，”她说。
凯西·哈雷尔使用他的 BCI 以“隐私模式”说话。
该团队还致力于改进系统本身。斯塔维斯基说，现在系统的准确率达到了 99%。哈雷尔还可以控制光标——这是一个改变游戏规则的功能，使他能够使用个人电脑发送短信和电子邮件、浏览网页，以及继续他作为环境活动家的工作。
多年来，团队不断更新系统，以满足哈雷尔的特定要求。他现在可以开启“隐私模式”——激活后，任何解码出的文本都会自动删除。他还可以在与年幼女儿交谈时选择使用“脏话过滤器”。
“我们能够在设备的软件方面进行添加……提高准确性，并增加更多附加功能，使我能够更独立地使用设备，”哈雷尔说。“可以说，我们是在一边走路（或者说滚动）一边修路。”
不折不扣的革命性
范斯蒂塞尔提醒说，虽然该设备对哈雷尔效果很好，但无法保证它对其他 ALS 患者也能同样有效或同样持久。在过去十年中，她曾与一位患有 ALS 的女性合作，该女性使用一个完全植入的设备通过“脑部点击”——利用大脑活动进行的光标点击——进行交流。这位女性使用了她的 BCI 七年，但……
（注：原文末尾“b”处截断，翻译至此结束。）