骇客任务成真?台裔医师大脑皮层植电极助失语者

加州大学旧金山分校(UCSF)台裔神经外科医师张复伦(Edward Chang)接受专访表示,研究证明科技可以为失去语言能力的人恢复沟通,带来新的前景。(达志影像/Shutterstock提供)

匿名Pancho的美国民众自2003年车祸后瘫痪且失语,研究人员在他大脑皮层植入电极,现在他可以对外沟通。缔造这项科学里程碑的灵魂人物是台裔科学家张复伦。

加州大学旧金山分校(UCSF)台裔神经外科医师张复伦(Edward Chang)今天接受中央社专访表示,这项研究证明科技可以为失去语言能力的人恢复沟通,带来新的前景。

「把128个扁平且薄的电极感应器,植在大脑语言区的表层,记录大脑活动讯号,经由连结的电脑接收这些讯号并翻译成文字」,用以帮助中风、脊髓损伤或神经性退化疾病而失去说话能力的患者,找回沟通。

这不是科幻小说的内容,而是张复伦领军的研究,目前被认定是第一个从人类大脑活动直接解码完整词汇的成功案例。

使用大脑表面的感应装置,将大脑活动和讯号转化为文字,这份名为「透过『脑机介面』恢复手臂和语言功能」(简称BRAVO,Brain-Computer Interface Restoration of Arm and Voice)的研究,发表在15日出刊的「新英格兰医学期刊」(The New England Journal of Medicine)。另外两位共同作者是张复伦研究室的生技博士生麦茨格(Sean Metzger)和刘洁西(音译,Jessie Liu)。

张复伦成长于旧金山湾区,父母张泽球、王薇来自台湾。科学和文艺都是张复伦的兴趣,在东岸念大学时,他一度想念电影当导演;进到加州大学旧金山分校医学院之前,他曾在上海中医药大学研习一年针灸。

他于2015年荣获布拉瓦尼克国家生命科学奖(Blavatnik National Laureate for Life Sciences),获奖理由是表彰他在解读语音神经密码的贡献。2020 年张复伦获选进入美国国家医学院(National Academy of Medicine)的殊荣。

就像大脑传送讯息让手或脚移动,大脑也向声带、下巴等发送讯号以便发出声音。许多瘫痪人士无法控制那些肌肉,即使大脑准备好了传递讯息,那些讯息却被困住。

张复伦的团队正是把这一段弥补起来,「解码患者大脑想要说出的话」,但不是解读失语者的感受、或读心术。

基于隐私保护,这项研究中的38岁受试者暱称为Pancho,原是加州一处酒庄的工作人员,20岁的夏天,他在观看一场足球赛后发生车祸,胃部严重受伤。手术治疗出院后,他以为能够逐渐迈向康复之路,没想到一起身就呕吐晕眩,经诊断是术后血栓导致脑损伤,接下来是漫长的瘫痪和失语。

根据纽约时报14日报导,3年前Pancho决定接受这个脑神经研究时,研究团队没有把握他大脑的语言区处于15年「休眠状态」,是否能被唤醒、再次说话。

在长达81周、50次的临床测试,研究人员请他尝试说出50个常用词汇,包括「肚子饿」、「音乐」和「电脑」。

张复伦植入Pancho大脑皮层的电极感应器会透过一条电线,将讯号传输到一台电脑,把Pancho「想」说的话,显示在电脑萤幕上。

Pancho在受试中第一个清晰句是「我的家人在外面」。现在要他表达「我的护士在外面」、「请给我眼镜」都毫无问题。被问到「你今天好吗」,他能清楚回答「我非常好」。

加州大学旧金山分校的新闻稿指出,正常人一分钟能说150到200个字汇,这套系统能以每分钟18个字的速度、93%正确率从大脑活动讯号翻译受试者的沟通内容。未来会继续改善语音速度、加大词汇量,以及扩大临床试验范围。

张复伦于去年获邀担任加大旧金山分校医学院神经外科主任。让他引以为傲的是「团队的医师技术精湛,而且深富同情心」。

张复伦谦虚地告诉记者说,他在学生时代不是成绩最好的人,他认为远比好成绩更重要的是「热爱你所做的事情」。

他喜欢帮助别人而且发现自己双手灵巧,在神经外科领域找到他的热情与挑战。对他而言,「大脑是最有趣和最令人兴奋的领域,但也是人们最痛苦的地方,因此决定毕生奉献给大脑研究。」(编辑:冯昭)1100716