47 歲的 Ann Johnson 在失語 18 年後，透過 AI 驅動的腦機介面技術重新獲得說話能力，加州大學研究團隊成功將腦部電訊號轉換延遲從 8 秒縮短至僅 1 秒，標誌着神經修復領域的重大突破。
這項刊登於 2025 年 3 月《Nature Neuroscience》期刊的研究，為全球超過 100 萬名失語症患者帶來希望，更展現了人工智能在醫療復健領域的無限潛能。研究團隊透過 253 個電極陣列讀取腦部語言處理區域的神經活動，成功讓 Ann Johnson 透過數碼化身重現自己的聲音和表情。本文將深入分析這項突破性技術的原理、應用前景，以及對未來醫療發展的深遠影響。
技術突破：從 8 秒到 1 秒的革命性進步
加州大學柏克萊分校和三藩市分校的研究團隊在 2022 年開始這項臨床試驗，Ann Johnson 作為第三名受試者參與其中。研究團隊首先讓 Ann Johnson 選擇自己的數碼化身，並使用她婚禮演講的錄音重建聲音特徵。
「我們的串流方法為神經義肢帶來類似 Alexa 或 Siri 的快速語音解碼能力」，加州大學柏克萊分校助理教授 Gopala Anumanchipalli 表示。這項技術的核心在於採用「串流處理方式」，能夠連續識別腦部活動中的詞彙，並在約 3 秒內將其轉換為語音。
研究團隊要求 Ann Johnson 對螢幕上顯示的 1,024 個詞彙進行模擬發音，AI 系統學會以 80 毫秒的連續增量解讀產生的腦部活動。柏克萊分校博士生 Kaylo Littlejohn 負責訓練解碼器模型，「我的職責是訓練能夠將 Ann 的腦部活動轉譯為期望輸出的良好模型，目標是恢復她的自然聲音和她想表達的內容」。
多元專家觀點：技術意義與挑戰並存
荷蘭馬斯垂克大學計算神經科學家 Christian Herff 認為，這項技術的重大意義在於改變了腦機介面的互動模式。「舊版 BCI 就像透過文字對話，我寫一句，你寫一句，需要時間完成句子。這無法像正常對話那樣流暢」。
史丹福大學神經外科獲得 2,970 萬美元（約港幣 2.3 億元）研究資助，由 Jaimie Henderson 教授領導，專注開發針對失語症中風患者的耐用性腦機介面。「這項研究填補了關鍵空白，因為現有療法往往無法為失語症患者恢復語言能力」，Henderson 表示。
ELEKS 公司資深軟件開發者 Oleh Chaplya 在專家意見中指出，「隨着人工智能發展，BCI 正變得更智慧、更直觀」。他預測未來 BCI 將與日常科技無縫整合，讓使用者透過思考輕鬆控制環境或進行溝通。
歷史脈絡：從科幻概念到臨床現實
腦機介面技術的發展軌跡可追溯至 1960 年代，當時主要針對閉鎖症候群患者和肌萎縮性側索硬化症患者進行腦波研究。1980 年代，約翰霍普金斯大學的工程師 Apostolos Georgopoulos 奠定了現代腦機介面革命的基礎，他成功識別運動皮質神經元在特定動作前的活動模式。
21 世紀以來，隨着 IoT 技術和醫學工程發展，BCI 研究開發顯著加速。目前已成功開發人工耳蝸、人工視網膜，以及用於治療運動功能障礙的腦深層刺激療法等技術。根據最新市場研究報告，全球 BCI 市場預計將從 2023 年的 15 億美元（約港幣 117 億元）增長至 2030 年的 31 億美元（約港幣 241.8 億元），年均增長率達 10.3%。這一增長主要得益於人工智能、機器學習等技術進步，以及對神經康復解決方案日益增加的需求。
Ann Johnson 在 2024 年 2 月因與試驗無關的原因移除植入物，但她表示「能聽到自己聲音很開心」，並希望未來能在復健機構擔任諮商師，理想情況下使用神經控制的義肢對話。
未來展望：技術普及與倫理挑戰
研究團隊正探索反映對話中音調、音高和音量變化的方法，以及 BCI 無線化的可能性。密西根大學的無線 BCI 系統採用碳纖維電極，比毛細管更小，對腦部損傷極小，「我們的方法完全無線，這區別了我們與市場上許多現有介面技術」，電機與電腦科學教授 David Blaauw 表示。
然而 BCI 技術快速發展亦帶來倫理挑戰。政策制定者、研究人員和社會各界需要共同努力，確保技術的倫理發展和應用，包括制定保護用戶私隱的相關法規、確保知情同意程序透明，以及促進技術公平應用，避免經濟差異導致的技術鴻溝。
專家預測，未來 BCI 技術將在醫療領域發揮更大作用，特別是神經康復中的廣泛應用，幫助患者恢復運動能力和溝通能力。同時，腦控機械人技術的發展也可能為殘疾人士提供更先進的輔助裝置，幫助他們更獨立地完成日常任務。
這項技術的成功為失語症患者帶來新希望，更代表人類在征服神經系統疾病道路上邁出的重要一步。隨着 AI 技術持續進步和臨床試驗擴大，我們有理由相信，更多「奇蹟」將在不久的將來成為現實。
資料來源：越南新聞網
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