撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

六年前，凱西·哈雷爾（Casey Harrell）被診斷患有肌萎縮側索硬化癥（ALS），這是一種俗稱為“漸凍癥”的運動神經元疾病。著名物理學家霍金正是因為患有這種疾病而被禁錮于輪椅之中。

2023 年，已經因病情進展而嚴重癱瘓和構音障礙的哈雷爾，接受了腦機接口（BCI）植入手術，研究人員在他的大腦言語運動皮層植入了 256 根微型電極，這些電極通過連接在頭骨上的鈦合金基座與電子記錄設備相連。在研究人員的幫助下，他開始在實驗室中使用腦機接口設備來解碼自己的語言，將他大腦中的神經活動轉換為屏幕上顯示的文字，該設備還配備了一套文本轉語音系統，將這些句子使用合成的哈雷爾患病前的聲音朗讀出來。隨后，研究人員對哈雷爾及其護理人員進行了培訓，讓他們能夠在家中操作該腦機接口系統。大約 40 周后，他已能夠獨立使用該腦機接口系統。

如今，這一腦機接口系統幫助哈雷爾實現了每分鐘平均 56 個單詞的交流速度，這也幫助他在家中操作電腦、發送短信和電子郵件，并繼續全職工作。

2026 年 6 月 15 日，加州大學戴維斯分校的研究人員在Nature Medicine期刊發表了題為：Long-term independent use of an intracortical brain–computer interface for speech and cursor control（長期獨立使用大腦皮層內腦機接口實現語音和光標控制）的研究論文。

該研究分析了哈雷爾在家中使用腦機接口近兩年的情況，這也是迄今為止大腦皮層植入腦機接口用戶的最全面的數據集和持續時間最長的語音交流記錄。該研究涵蓋了腦機接口植入手術后近 23 個月的結果，哈雷爾在 397 天中有 364 天在家使用了腦機接口。他共交流了 183060 個句子，其中 92% 的句子至少大部分被正確解碼。且語音解碼質量相當出色，信息傳輸速率比以往在患者家中部署的腦機接口快了幾個數量級。此外，該腦機接口還能捕捉到他嘗試手部動作時的神經信號，用以控制計鼠標，從而幫助他使用電腦。

由于肌萎縮側索硬化癥（ALS）或腦干中風等疾病導致嚴重運動障礙的人，其說話能力和使用數字設備的能力也隨之喪失，這會深刻影響他們的獨立性和生活質量。盡管目前已有多種輔助和增強型溝通技術，可幫助癱瘓患者進行交流和使用計算機，但這些工具通常速度較慢、令人疲勞、不可靠，或需要經過專門培訓的護理人員頻繁協助。

近年來，腦機接口（BCI）技術取得進展，為恢復自然交流和數字化操作提供了有前景的新途徑，即通過解碼使用者在嘗試說話或運動時的大腦神經活動，將其轉化為文字或數字化操作。

大腦皮層內腦機接口，通過記錄動作電位水平的神經信號，實現了迄今為止對光標、手寫、打字和語音最高效的解碼。然而，大多數大腦皮層內腦機接口系統僅單獨處理語音或光標控制，且需要頻繁重新校準以維持準確性，或在佩戴和取下系統時需研究人員現場監督。此外，現有的腦機接口系統通常僅在短期的實驗室研究環境中進行評估，尚未證明其在數月或更久的獨立使用期間能夠持續保持高性能。

這些局限性凸顯了大腦皮層內腦機接口技術臨床轉化面臨的兩大主要障礙——首先，從科學演示轉向實用通信設備，要求使用者（及其照護者）能夠在家中獨立操作該系統，而無需研究人員或技術人員的日常支持。其次，腦機接口的神經記錄傳感器和解碼性能需保持穩定，在理想情況下，應盡量減少甚至避免因重新校準解碼器而中斷用戶的使用時間。

在這項新研究中，研究團隊報道了一種多模態大腦皮層內腦機接口系統的長期獨立使用，該系統可同時實現大腦到文本的語音輸出以及對電腦光標的控制。該腦機接口系統在大腦到文本的解碼能力以及腹側運動皮層對光標的控制的基礎上，進一步引入了準確性和穩定性更高的新型解碼架構，實現了長期的獨立腦機接口使用，并優化了腦機接口的用戶界面，新增多項功能以提升使用者獨立交流與控制光標的效率。

多模態大腦皮層內腦機接口的獨立使用

總的來說，這名因漸凍癥導致嚴重癱瘓和構音障礙的男性患者，通過多模態大腦皮層內腦機接口系統，結合新型的大腦到文本語音解碼器和電腦光標解碼器，在家中獨立使用了近兩年。在此期間，該患者在無研究人員在場的情況下，累計使用腦機接口超過 3800 小時，通過腦機接口與家人和朋友保持了豐富的社交互動，還能夠獨立操控個人電腦，并維持了他的全職工作。在此期間，該患者共完成了 183060 個句子的交流，總計 1960163 個單詞，平均速率為每分鐘 56 個詞。其中 92% 的句子被其本人標記為至少大部分正確解碼。

在對腦機接口的性能進行正式量化測試時，該患者需嘗試朗讀屏幕上顯示的單詞，這種嘗試被被持續解碼為語音輸出，準確率超過 99%。該患者還使用語音腦機接口作為鍵盤輸入，用光標腦機接口作為鼠標輸入來控制個人電腦，從而能夠發送短信和電子郵件，并瀏覽互聯網。

Casey Harrell在家中獨立使用腦機接口

總的來說，這些結果表明，大腦皮層內腦機接口有望支持患者在家庭環境中的獨立使用，標志著為嚴重運動功能障礙人士開發實用輔助技術的關鍵一步。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41591-026-04414-6