“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 终点慷慨地举起双手，欣忭地看着咱们，不休地点头表示那即是她想说的。咱们在场面有东说念主齐和她沿路喜悦，那时我也差点哭泣。”斯坦福大学计较机科学系博士生范超霏表示。

图 | 正在投入实际的帕特·本纳特（Pat Bennett）（起原：贵寓图）

日前，范超霏和所在团队研发出一款脑机接口设立，在 AI 的匡助之下能将东说念主脑的神经行径，及时解码为电脑屏幕上的翰墨，每分钟不错解码 62个英语单词，创下该类后果当今最快的翰墨移动速率。

假想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，却不可语言、也不可引导我方的体格，那么他会有多无聊？事实上，当今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，会迟缓失去对体格的截止。这类患者只可通过一些辅助技能来和身边的东说念主调换，比如眼球跟踪、脑电波识别（即非侵入式脑机接口）等。

天然这些辅助技能不错让他们再行与外界调换，但是调换速率终点慢，可能一分钟只可说出几个单词，而平素东说念主一分钟不错说出 160 个单词控制。

之前，也有其他科研团队使用半侵入式脑机接口，来尝试已毕“东说念主脑神经行径转翰墨”。但是，半侵入式脑机接口的区分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 个松弛的单词，准确率也唯有 75% 控制。

为了让该类患者更高效地和外界调换，学界一直在尝试是否有更高效的范例。基于此，范超霏所在团队研发出一种愈加平直的范例，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，然后把取得的信号平直移动成翰墨。

生肖属猪的朋友，他们是一个自我意识比较强的人，平时在生活中从来都不会因为他人的三言两语而对自己产生怀疑，而且他们凡事都会非常的有主见，从来都不会随意跟风，只要是自己想做的事情，他们就会提前规划的特别好，因此只要继续加油，必定能够在事业上有所成就。

毫无疑问，狮子座这些人之所以能够让自己活得很有体面，能够给人一种特别高贵，特别有气场的印象，是因为骨子里狮子座就有一种特别强烈的自尊心。这种自尊心不光体现在他们会为了维护自己的面子而不惜付出巨大的代价。与此同时，为了满足自己的一时的虚荣心，狮子座也很愿意付出巨大的努力，甚至是巨大的牺牲来成全自己。可以说在很多时候，狮子座之所以也能够变得越来越得体，越来越成功，是因为他们的的确确会通过自己长期以来的付出和坚持来改造自己的生活，以及得到人生更大的体面。

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%。

比较之前的半侵入脑机接口比，这次系统有着质的缓助。不时论文的评审内行表示：“岂论是在速率上如故在准确率上，这齐是脑机接口界限的一次流毒冲破。”

其真义真义在于讲明注解了侵入式脑机接口不错匡助患者再行“启齿语言”。而且，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，不时论文以《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·休斯医学酌量所弗朗西斯·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）、斯坦福大学计较机科学系范超霏是共消失作。

图 | 不时论文（起原：Nature）

举座来看，这次后果最主要的利用场景在于，匡助因为脑疾病不可语言的患者再行和外界调换。

当今，该团队使用的硬件设立终点复杂，因此仅限于在实际室中使用。畴昔几年内，假如一些脑机接口公司能够成功推出新款脑机硬件，那么这次斯坦福团队的实际后果，搭载新的脑机硬件就能被革新为真确不错匡助东说念主类的居品。

届时，就能遐想出愈加便携的脑机居品，让患者随处随时齐能使用。范超霏表示：“咱们服气在些许年内，会有更多新的脑机设立取得 FDA 批准，到时本次后果将能真确匡助到患者。”

据先容，范超霏加入本次口头时，酌量规划照旧制定罢了。那时，他们绸缪需要寻找又名照旧失语的肌萎缩侧索硬化症患者来参与考验。原因在于关于这类患者来说，在其大脑中截止嘴部肌肉的区域植入微电极，若是真实出现风险酿成的后果相对较小。

范超霏表示：“寻找患者的经过耗时好几年。由于咱们的口头属于临床考验，存在一定风险。就算实际很告捷，但洽商到咱们的脑机硬件比较开阔，无法让患者随处随时使用。是以，尽管这时间不休有患者来盘问，但临了大多量并未绸缪参与。”

其后，67 岁的帕特·本纳特（Pat Bennett）决定参与本次实际。范超霏说：“她是一个终点乐不雅、终点有活力的老配头。Pat 是又名患病多年的肌萎缩侧索硬化症患者。她照旧失去了语言能力，只可发出‘嗯’‘啊’的声息。她也无法沉着行走必须借助轮椅，但是她仍能通过写字和外界调换。”

2022 年头，斯坦福大学神经外科负责东说念主杰米·亨德森（）教师恰当开展针对 Pat 的实际。

范超霏表示：“微电极的植入是一个时间条目终点高、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， 仔细规划了每一个才气。悉数这个词手术历时半天，经过很成功。手术之后大要三周，他们开动收罗数据。

每周的其中两个早上，课题构成员齐会来到 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。

由于之前从未有东说念主作念过雷同实际，因此悉数这个词数据收罗经过历时好几个月，时间也历经了诸多不细目性。

比如，他们一开动聘用两个脑区植入电极，一个通顺是皮层脑区，这个脑区亦然该团队比较熟识的区域，关于从这个脑区获取有效的信号全球也比较有信心。

另一个脑区叫布若卡氏区（Broca’s area），尽管针对这个脑区的酌量已有好多，但莫得东说念主真确像他们通常通过植入微电极来长远酌量它的功能。

凭据之前的酌量，课题组原认为能从这个区域取得跟语言不时的信号。可是，他们却以失败而告终。

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“这就意味着关于解码语言来说，有一半的植入电极齐没起到作用，准确率也不如假想得高。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 照旧好几年无法张白话言，只可通过手写方式来和身边东说念主调换。当课题组的实际进行到第二个月的时候，他们照旧收罗到裕如多的数据，这时借助 AI 模子照旧能够准确识别 Pat 所说的话。而当 Pat 第一次使用本次系统说出话的时候，于今让范超霏寥若辰星在目。

图 | 范超霏和 Pat（起原：范超霏）

此外，2023 年头本次口头的主导东说念主之一、范超霏的导师、斯坦福大学计较机科学系教师克瑞斯那·申诺伊（）

不适意死一火。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抗击。 是一个终点凸起的科学家，他的渴望即是有一天能通过脑机接口来匡助患者。”

为了已毕这一目的， 从山公开行为念实际，借此见解了大脑通顺皮层的使命旨趣，然后遐想脑机接口来解读通顺皮层的信号。

“不错说他是少数同期闪耀电气工程、脑科学、和医学的东说念主。同期， 又是一个终点乐不雅的东说念主，他会谨慎见谅身边的每一个东说念主。我铭记好几次和他开会，因为实际不顺我终点消极，但是他会用虚心的口气、用他的幽默和他的理智，给我指出一条新的旅途。很缺憾他没能看到论文的发表，而这项酌量其实是他终身力争的结晶。”范超霏说。

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斯东说念主已去，作念出更好的酌量是关于导师最大的告慰。后续，范超霏和所在团队将会更长远地见解大脑通过截止嘴部肌肉来语言的旨趣。

前边提到，本次实际中微电极的植入位置，位于大脑的通顺皮层。通顺皮层是大脑生成并截止全身肌肉信号的地点。而关于大脑怎么截止手和手臂，课题组照旧有了一定了解。但是，东说念主在语言的时候需要同期快速编削嘴部和喉部多块肌肉，是以揭开大脑产生这种截止复杂通顺的信号的背后旨趣，不错匡助咱们更好地见解大脑的运作。而这也将是课题组后续酌量的主张。

另据悉，范超霏能参与到这次口头中，既和我方的学习收货不时，也和我方也曾的业界使命资格不时。据先容，其本科毕业于浙江大学竺可桢学院，大三开动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，一年之后休学归国使命。5 年前，他再次聘用回到斯坦福读研。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趣味。我很诊治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候战斗了好多 AI 的东西。我对 AI 很有趣味，同期也知说念那时的 AI 依旧存在很大的局限性。”

在工业界的时候，范超霏很少未必候长远念念考怎么管束 AI 的局限性。因此，他决定回到斯坦福连续深造，欲望通过见解东说念主脑的使命方式来遐想更好的 AI 居品。

其表示：“业界的使命资格让我细目了我方感趣味的界限。回到校园之后，我发现其实读博吵嘴常繁难的，像咱们可能好几年齐找不到一个实际患者，发出来一篇论文好几年就夙昔了，因此必须有坚毅的信念来让我方坚抓下去。”

参考贵寓：

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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