一项新研究表明，由肌萎缩侧索硬化症（ALS）导致严重瘫痪的患者可以在家中使用脑机接口（BCI）进行沟通、工作并与数字世界互动——无需研究人员的支持。这项发表在《自然医学》杂志上的研究成果标志着向为严重言语和运动障碍人士提供实用辅助技术迈出了重要一步。
该脑机接口系统由加州大学戴维斯分校（UC Davis）开发，并与布朗大学（Brown University）和麻省总医院布里格姆神经科学研究所（Mass General Brigham Neuroscience Institute）的同事合作完成。该系统配备了先进的解码算法，可将神经信号转换为文本（语音BCI）并实现光标控制（运动BCI），使用户能够与个人电脑进行完整交互。
脑机接口旨在通过解码与尝试性言语和运动相关的神经活动来恢复沟通和电脑控制能力。尽管最近的研究进展在实验环境中取得了高精度，但实际应用受到两个关键挑战的限制：独立的家庭使用和可靠的长期性能。
新的脑机接口系统克服了这两个障碍。研究表明，该系统现在能够在现实环境中支持丰富、独立的数字和面对面沟通。
"多年来，脑机接口一直是存在于高度控制的研究实验室中的概念验证设备。这项工作表明，我们可能已经跨越了一个门槛，使瘫痪患者能够按自己的意愿说话，"加州大学戴维斯分校神经外科医生David Brandman说道。Brandman是该研究的共同主要调查员和共同资深作者，他是加州大学戴维斯分校神经外科系的副教授，也是加州大学戴维斯分校神经假体实验室的联合主任。
T15与研究人员交谈。T15使用语音脑机接口与研究人员（作者N.S.C.）交谈，还开玩笑地谈论语音解码系统。他通过眼动来导航用户界面，屏幕上的表现是一个半透明的白色圆圈。在每句话结束时，他会评估解码文本的准确性，并有机会在必要时进行修正。他还使用文字转语音功能，用经过优化的数字语音大声朗读解码的词语，使其听起来与他患病前的声音相似。此视频录制于植入后第606天。来源：《自然医学》(2026)。DOI: 10.1038/s41591-026-04414-6
脑机接口系统实现独立准确沟通
47岁的ALS患者Casey Harrell是BrainGate2临床试验的参与者。他四肢无力（四肢轻瘫），言语非常难以理解（构音障碍）。
2023年，Brandman将实验性脑机接口设备植入Harrell的左侧中央前回，这是负责协调言语的大脑区域。他放置了四个微电极阵列，旨在从256个皮层电极记录大脑活动。
在近两年的时间里，Harrell在家里使用脑机接口系统超过3,800小时。他几乎每天都独立操作该系统。在此期间，Harrell交流了超过183,000个句子和近200万个单词。他的平均交流速度为每分钟56个单词，自开始使用系统以来有了显著提高。
Trial participant Casey Harrell has been using the brain-computer interface at his home for two years. Credit: UC Davis
"通过脑机接口系统，Harrell分享道：'这让我过上了一种更加充满活力的生活，能够与朋友、家人和同事交流，它让我能够以比我经历过的任何其他技术更自然的方式进行沟通。'"
研究还显示，Harrell将92%的句子评为准确或基本正确。在使用125,000个词汇的受控测试中，该系统的单词准确率超过99%。
"在我们之前的研究中，我们展示了97%的单词解码准确率。但Harrell只能在我们的研究团队成员在场设置系统时使用这种神经假体。现在我们进行了改进，使这项医疗技术更接近临床实用性：他可以在没有研究人员支持的情况下在家里使用它。它的准确率甚至更高（99%），能够跟上他尝试更快说话的速度，并且已经很好地工作了近两年，"该研究的共同资深作者、神经科学家Sergey Stavisky解释道。Stavisky是神经外科系的助理教授，也是加州大学戴维斯分校神经假体实验室的联合主任和该研究的共同主要调查员。
通过使用脑机接口，Harrell能够发送电子邮件和消息，浏览互联网，并与家人和朋友保持持续沟通。通过结合语音解码进行文本输入和光标控制进行导航，他能够独立操作电脑——尽管瘫痪，仍能支持就业。
"Casey可以使用该系统来传达自己的想法，不仅是在我们处于受控环境时，而且是他想用的时候都可以。有时，他会连续使用12个小时，"该研究的主要作者Nicholas Card表示。Card是加州大学戴维斯分校神经外科系的博士后学者。"该系统工作良好，可靠且稳定，并提供了持续一致的结果。这是脑机接口可以实用且有用的一个最有力的证明。"
Trial participant Casey Harrell uses the brain-computer interface at his home. Credit: UC Davis
转化性脑机接口技术
这些发现突显了皮层内脑机接口作为转化性辅助工具的潜力，适用于包括ALS在内的严重运动障碍患者。通过实现自然沟通和完整的数字访问，此类系统可能会显著提高独立性和生活质量。
"当我的妻子听到我的声音并唤起美好的回忆时，能够看着她的眼睛，这非常甜蜜；我还可以向我的女儿解释，她实际上已经不记得我还能与他们交谈的时候了，我可以提醒他们我以前的声音是什么样的，"Harrell分享道。
Harrell的经验也将使该系统的未来用户受益。
"除了测试一种恢复沟通的方法外，这项临床试验还产生了大量独特的数据，我们正在研究这些数据以更好地了解人脑如何产生言语。据我们所知，Casey在使用系统时的这3,800小时脑部记录是迄今为止最大的具有单神经元分辨率的个体脑部记录数据集。这将帮助我们开发更好的疗法，"Stavisky说。
临床试验推进脑机接口科学发展
Brandman是BrainGate2临床试验的现场负责主要调查员。该试验仍在招募参与者。
"如果没有临床试验参与者的不懈奉献，脑机接口技术的这一根本性进步是不可能实现的。正是通过与他们合作，我们才取得了如此多的成就。感谢他们，ALS、脊髓损伤和其他神经系统疾病患者的生活前景将更加光明，"Brandman说。
Nicholas S. Card等，长期独立使用皮层内脑机接口进行言语和光标控制，《自然医学》(2026)。DOI: 10.1038/s41591-026-04414-6
期刊信息：《自然医学》
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