Pam Belluck在纽约时报发表文章，称最新的一个研究项目通过在病患脑中植入设备，可将患者试图说出的话可视化，这项发明将帮助许多失去了说话能力的病人，使他们再次获得交流的机会。

自2003年以来，潘乔就一直不能说话，那年20岁的他，在一次可怕的车祸后因严重的中风而瘫痪。

现在，在一项里程碑式的研究中，研究人员已经开发了他大脑中的语言区域，他只要想着说一些简单的单词和句子，就能够在屏幕上显示出来。

原理是，当这位昵称为潘乔的男子试图说话时，植入他大脑中的电极会将信号传输到电脑上，电脑屏幕就能显示他想要说的话。

研究人员说，他第一句被识别出来的话是：“我的家人在外面。”

这项成就于周三发表在《新英格兰医学杂志》上，将帮助许多失去了说话能力的病人。

没有参与研究的俄勒冈健康与科学大学的神经学和儿科教授梅兰妮·弗里德，就此评论说：“这项发明比我们想象中走得更远。”

现年38岁的潘乔，在三年前同意与神经科学研究人员合作，当时研究人员还不确定潘乔的大脑中是否保留了说话的机制。

领导这项研究的加州大学旧金山分校神经外科主席爱德华·张博士（音，Edward Chang）说：“他大脑的这一部分可能一直处于休眠状态，我们不知道它是否会醒来，让他能再次说话。”

为了检测与语言相关的感觉和运动过程的信号，研究小组植入了一个由128个电极组成的矩形片，这些信号与口腔、嘴唇、下颚、舌头和喉部相连。在为时81周的50次测试中，他们通过连接到潘乔头部端口的电缆，将植入芯片与计算机相连，并要求他尝试说出50个常见词汇，如“饥饿”、“音乐”和“计算机”等。

当潘乔这样做时，电极通过一种人工智能形式传输信号，识别所要表达的词语。

博士后工程师大卫·摩西（David Moses），与研究生肖恩·梅茨格（Sean Metzger）和杰西·刘（Jessie R. Liu）共同开发了这个系统，这三人是这项研究的主要作者，大卫·摩西说：“我们的系统将控制他声道的大脑活动，直接转化为单词和句子。”

潘乔尝试说出了50个不同的句子，如“我的护士就在外面”和“请把我的眼镜拿来”，以及回答诸如“你今天过得好吗？”等问题。

他的回答显示在屏幕上：“我很好。”

在潘乔试图说话的9000次尝试中，有将近一半的次数，显示出来的答案是正确的。当他试图读出写在屏幕上的句子时，机器的表现甚至更好。

通过将算法结果输送到一种自动更正语言系统中，计算机在近四分之三的时间里正确识别了句子中的单词，并有一半以上的几率完美解码了整个句子。

弗里德医生说：“从大脑语言运动区的电信号中破译语言的研究成果，是具有突破性的。” 

弗里德医生正在研究尝试使用放置在头部帽子中的电极来检测信号，但并不是植入。

在纽约时报观察到的最近一次治疗中，潘乔在白色针织帽上戴着黑色棉帽以遮盖端口，他微笑着，用他有限的动作微微倾斜着头。在阵阵沙哑的声音中，他展示一个由单词组成的句子：“不，我不渴。”

在几个星期的采访中，他基本使用电子邮件与记者交流，通过使用头部控制的鼠标艰难地逐个单词输入，这是他通常依赖的方法。

他说，通过大脑植入电极识别他的语言，是“一种改变生活的体验”。

潘乔在他居住的北加州疗养院的视频聊天中打字说道：“虽然我不知道具体的办法，但我只是想变得更好，虽然医生总是告诉我，我变好的机会是0。”

后来，他发来电子邮件写道：“不能与任何人交流，不能进行正常的对话，不能以任何方式表达自己，这人生的毁灭，简直无法忍受。”

在使用电极的研究会议上，他写道：“这像是获得了第二次说话的机会。”

潘乔曾是加州葡萄园的一名健康的田间工人，直到一个夏天的周日，他在一场足球比赛后发生车祸，胃部受到了严重损伤，并进行了手术，之后，他就出院了，可以走路，可以说话，他认为自己已经走上了康复之路。

但第二天早上，他“开始呕吐，无法站起身”。医生说他经历了一次脑干中风，显然是由手术后的血凝块引起的。

一周后，他在一个狭小黑暗的房间里，从昏迷中苏醒了过来。他写道：“我试图移动身体，但我无法抬起一根手指，我想说话，但我吐不出一个字，于是我开始哭，但由于我不能发出任何声音，我所做的只是一些丑陋的姿势。”

他写道：“这真的很可怕，我真希望自己永远不要从昏迷中苏醒过来。”

利·霍赫伯格医生是马萨诸塞州总医院、布朗大学和退伍军人事务部的神经学家。他没有参与这项研究，但与人共同撰写了一篇关于这项研究的社论。这位医生表示，这种被称为语音神经假体的方法是医学创新浪潮的一部分，目的是帮助数以万计缺乏说话能力、但大脑中仍然含有语音神经通路的人。

这包括脑损伤或肌萎缩侧索硬化症（ALS）或脑瘫等疾病的患者，这些患者没有足够的肌肉控制能力来说话。

霍赫伯格医生说：“这项研究的紧迫性怎么强调都不为过。”

他正指导着一个名为BrainGate的项目，这个项目植入更细的电极来读取单个神经元的信号，最近解码了一个瘫痪病人尝试书写的动作。

他说：“现在只需要几年的时间，就会有一个临床上可用的系统，恢复病患的交流功能。”

多年来，潘乔通过使用连接在棒球帽上的指针，在电脑上拼出单词来进行交流，这种艰难的方式使他每分钟只能输入大约五个正确的单词。

他在电子邮件中说：“我不得不向前弯曲或倾斜我的头，然后向下，逐一戳打出每一个字母。”

去年，研究人员给他提供了另一个头控鼠标设备，但远不如研究中的大脑电极来得快。

通过电极，潘乔每分钟能交流15至18个字。这是目前研究可以达到的最大速度，因为计算机在提示之间需要等待时间。

领导这项研究的张博士说，更快的解码是有可能的，尽管目前还不清楚是否能够达到接近日常对话的速度，即每分钟大约150个字，速度是这个项目专注于说话的一个关键原因，它直接进入了大脑的词汇生成系统，而不是通过打字或手部动作。

他说：“这是人们交流最自然的方式。”

潘乔活泼的个性帮助研究人员战胜了各种挑战，但偶尔也会导致语音识别不稳定。

他通过电子邮件说道：“我有时无法控制自己的情绪，笑得很厉害，在实验中这么做不是太好。”

张博士回忆说，有的时候，在算法成功识别出一个句子后，“你可以看到潘乔明显地发抖，看起来有点像在傻笑”。当这种情况发生时，或者在重复性任务中他打哈欠或分心的话，就会导致“效果不佳，因为他并没有真正专注于想那些词。因此，我们还有一些研究要做，因为我们希望这套算法能更准确地工作。”

这种算法有时会混淆发音相似的单词，将“going”识别为“bring”，将“do”识别为“you”，把“F”开头的单词，比如“信仰”、“家庭”、“感觉”，识别为V开头的词语，比如“very”。

较长的句子需要语言预测系统更多的帮助。没有这个系统，“你喜欢我的音乐吗？”会被解码为“你喜欢坏的东西吗？”而“你好吗？”，变成了“你饿了吗？”

张博士说，在因为疫情而中断的几个月时间里，系统准确率提高了，这是因为算法在潘乔的努力中不断学习并自我升级，也因为“他的大脑中肯定有一些东西正在发生变化”，帮助算法“向我们显示了我们需要的信号，并把这些话说了出来。”

在中风之前，潘乔在他的家乡墨西哥只上到了六年级，但他凭借着非凡的毅力，后来获得了高中文凭，并参加了大学课程，获得了网络开发员证书，并开始学习法语。

他通过电子邮件说：“我认为车祸让我成为了一个更好的人，也更聪明了。”

由于手腕活动受限，潘乔用橡皮筋把毛绒袜子绑在手上，通过这种方法操纵方向杆来指挥电动轮椅。 在商店里，他会在某个东西附近徘徊，直到收银员解读出他想要什么，比如一杯咖啡。

他说：“他们把咖啡放在我的轮椅上，我把它带回家，这样我就可以在帮助下喝咖啡了。这里的人都对此感到惊讶，他们常常问我，‘你是怎么买的，你又是怎么告诉他们你想要什么的！’”

他还与其他研究人员合作，使用电极帮助他操纵一个机械臂。

他每周两次试着说话可能会很困难，也很累，但他总是“期待着每天醒来，从床上爬起来，等待我的加州大学旧金山分校的工作人员到来”。

语音研究是十多年研究的结晶，张博士的团队绘制了所有元音和辅音的大脑活动图，并通过健康人的大脑来制作计算机化的语音。

研究人员强调，电极并不是在读取潘乔的思想，而是检测与他试图说出的每个单词相对应的大脑信号。

俄勒冈健康与科学大学的神经学和儿科教授弗里德说：“当他正在思考一个词的时候，计算机接收到的不会是随机的想法。”

张博士说，“在未来，我们可能会做到把人们在想什么反应出来”，这会引发“关于这种技术的伦理道德方面的问题”。但他表示，这“其实只是为了恢复个人的声音”。

在新的任务中，潘乔默念单词，并使用军事字母拼出不太常见的单词。如用“delta”代表“d”，用“foxtrot”代表“f”（注：军事字母用26个词语来代表字母表的每个字母，主要目的是在通话中减少拼写错误）。

工程师大卫·摩西说：“潘乔是真正的先驱。”

张博士说，团队还希望设计出具有更高灵敏度的植入物，并实现植入设备的无线装置，以避免感染。

弗里德医生说，随着越来越多的患者参与进来，科学家们可能会发现个体大脑的变化，并补充说，如果患者疲惫或生病，他们的大脑信号的强度或反应时间也有可能会发生变化。

潘乔说：“我只是想以某种方式为自己做点什么，哪怕只是一丁点，但现在我知道了，我不是只为自己做这件事。”