脑机接口真的来了？不开口，不动手，让机器帮你讲话

不能开口说话的人，只能像霍金一样，通过控制电脑来合成虚拟的语音吗？在霍金的时代，这恐怕已经是最佳方法了，尽管这非常耗时耗力。

但从现在开始，这种情况有望改变了。就在本周，科学家们公开了新开发的系统：借助脑机接口和AI技术，我们可以将脑活动转化为语音，真正实现无需开口就“发出心声”。

Chang lab / UCSF Dept. of Neurosurgery

该系统能解码大脑的发声意图，并转译为我们大致可理解的言语，整个过程不需要包括嘴部在内的任何肌肉活动。而且更重要的是，系统的语音速度几乎和我们自然讲话时的速度一样。

“这项工程令人敬畏”，它通过解码脑信号“将言语能力的修复提升到了新的层次”， 神经科医生及神经科学家安东尼·雷塔克齐奥（Anthony Ritaccio）博士说。

研究者们也开发了其他虚拟语音辅助工具。它们可以解码负责辨识字母和单词的脑信号，也就是言语的文字表征。但是这些方法都不如自然语音那样快速且流畅。

根据《自然》杂志本周的报道，新系统能够解码脑中控制发声动作（比如轻击舌头、合上嘴唇等）的运动指令，并生成近似于说话者的自然节奏的可理解的句子。

专家称这项新研究为我们提供了“原则验证”（proof of principle），它预告了在将来的实验改进中什么是可能的。该系统已经在正常说话的人身上测试过了，然而，在那些因为常见的中风等神经疾病或损伤，而部分或全部丧失解码能力的人身上还没有验证过。

为了进行新一轮试验，科学家们招募了五位志愿者，这些患者曾在医院做过癫痫手术评估。

皮层脑电电极阵列是由记录大脑活动的颅内电极组成的。| University of California, San Francisco

很多癫痫患者的药物治疗效果不好，只能选择进行脑手术。术前，医生必须先定位每个患者脑部的“危险区”，也就是癫痫的根源所在；定位方法是将电极植入脑中或皮层表面，并探测异常大量放电。

要准确定位这一区域可能花费数周。在这段时间里，患者每时每刻都得带着电极生活，电极位于与产生运动与听觉信号有关的脑区或周边。这些患者通常也会同意参与这些植入捎带的附加实验。

 有五位这样的病人同意测试新的虚拟语音生成器。他们每人都被植入了一两个电极阵列：包含数百个微小电极的邮票大小的极板，被放置在他们的皮层表面。

语音合成脑机接口 | nature

当每位志愿者背诵数百句句子时，电极就记录下他们运动皮层的神经放电模式。研究者们将这些模式与他们自然说话时嘴唇、舌头、咽喉和下颚的细微动作联系起来，然后把这些动作译成口语句子。

研究者们邀请了一些英语母语者来听这些句子，以判断虚拟语音是否流畅。研究发现虚拟系统说的70%的内容清晰易懂。

“通过解码控制发音的脑活动，我们证明了我们能够模拟出语音，而且比基于提取大脑声音表征合成的要更准确、自然。”加州大学旧金山分校的神经外科教授及该研究的作者之一爱德华·张（Edward Chang）博士说。

爱德华·张致力于研究大脑如何产生和分析言语。他正在开发一种义声，以恢复瘫痪及其他神经损伤病人的言语能力。| Steve Babuljak for U.C.S.F.

以往的植入式交流系统大约每分钟产生8个单词，而新系统能够每分钟生成150个单词，达到了自然说话的速度。