
有一类患者,意识清楚,心里也知道自己想说什么,却因为严重瘫痪,连一句“帮我倒杯水”都说不出来。近年有研究让他们借助电脑选择文字,甚至发出接近自己原来声音的话。很多人第一次看到这类报道,都会问:机器已经能读懂人的心思了吗?这项技术与普通人熟悉的脑电图有什么联系,又有哪些不同?先从电信号说起。
一、电脑真的能知道我们脑子里在想什么吗?
平常抬起一只手,我们很少留意大脑做了多少事。其实,从准备动作到肌肉配合,神经细胞一直在传递信息,活动时还会产生微弱的电位变化。医院里常见的脑电图,便是借助贴在头皮上的电极,记录其中一部分变化。
可屏幕上的曲线没有现成的文字,哪条波峰也不会直接写着“想喝水”。头皮电极收到的是许多神经细胞活动叠加后的信号,眨眼、咬牙、身体移动都可能干扰记录。电脑若要辨认某种意图,必须事先知道要寻找哪类变化。至于一个人没有说出口的秘密,现有技术远谈不上随意读取。临床脑电图用于辅助诊断癫痫等疾病;脑机接口需要专门训练,目的不同。
二、脑电图上那些看不懂的波浪线,AI怎么识别?
不妨想象一个训练场景。研究人员请参与者按提示想象抬左手,过一会儿再想象抬右手,同时记录脑电。每段信号都贴上对应的“标签”,交给计算机反复比较。人工智能擅长从大量数据中寻找细微的共同特征。等系统学到一定规律,再出现相似信号时,它就可能判断出参与者正在尝试哪种动作,并把结果变成屏幕上的操作指令。比如要让光标选中屏幕上的一个字,系统除了判断意图,还得设置确认方式,避免一次误判就输错整句话。研究人员要调试的细节,远比演示视频里看到的多。
这项工作听起来神奇,实际却很费功夫。脑电信号本来就弱,注意力一散、姿势一变,识别效果可能下降。有时训练了许多遍,光标仍会走错方向,还得重新校准。
另外,新闻里常提到的“脑机接口”,有的靠头皮电极采集脑电,有的把电极放到脑表面或脑内。采集到的信号精细程度不同,能完成的任务也不能混为一谈。
三、瘫痪、失去说话能力的患者,真能靠脑信号重新交流吗?
对一个长期无法开口的人而言,最难受的也许是家人就在身旁,自己却无法告诉对方哪里疼、想吃什么。有的脑机接口可以把经过训练的动作意图转成光标移动,让患者逐字选择;还有研究尝试从与说话有关的神经活动中识别语音信息。过去,家属往往需要反复猜测患者眼神或表情的含义。只要能更稳定地表达“是”或“否”,日常照护便可能方便许多。
2025年发表于《自然》的一项研究,使用植入脑内的电极,记录一名渐冻症患者尝试说话时的神经活动,再由计算机合成语音。研究人员还让合成声音呈现一定的语调变化。患者原本难以被听懂的表达,开始有机会通过设备传递给别人。这些改变离日常交流还有距离,却已经让研究方向变得具体。
但这样的设备并没有让瘫痪的肌肉重新活动,也无法保证每句话都识别准确。相关研究仍需严格筛选参与者、进行个体化训练,距离普通医院广泛应用还有不少路要走。
四、以后人人都能用意念控制电脑吗?
从研究室走进生活,难题会变得更具体。头戴式设备不用手术,佩戴相对方便,可隔着头皮获得的信号有限;植入式设备能记录更精细的神经活动,却要考虑手术风险、长期稳定性和后续维护。对需要帮助的患者来说,使用一次有多累、出错后能否纠正、家里有没有人协助,比演示时光标移动得多快更实际。对于已经能靠眼动设备交流的人,也需要比较哪种方式更省力、更可靠,未必越新越合适。
还有一个问题不能回避:脑信号由谁保存,哪些人有权使用?这类数据可能涉及个人隐私,采集和分析前需要明确知情同意与保护措施。要让患者真正用得上,设备得可靠,也得有人负担得起。
结束语
当一个无法开口的人终于能告诉家人“我想喝水”,这份改变在家里就有了分量。脑机接口仍在发展,眼下更值得期待的,是它帮助有需要的患者多一点表达自己的机会,也让家人少一点只能靠猜的无奈。
作者:佛山复星禅诚医院 陈敬豪