瘫痪男子又写信了

美国首创的一种新系统十年来第一次帮助一位瘫痪病人再次“写字”。他能以每分钟90个字符的速度打字，大致相当于你或我敲出短信的时间，所以这是相当灵巧的。该系统通过窃听大脑运动中心的神经“喋喋不休”来工作，当一个人做出动作时，该中心就会被激活。这里产生的神经信号具有特定的活动模式，与一个人想要做的动作的模式或形状相对应。所以当你写一个字母或数字时，这涉及到一个特定的动作序列，所以它是由一个特定的神经冲动序列来表示的。即使一个人瘫痪了，无法将这些信号传递给肌肉，但信号仍然存在，所以如果你把它们捡起来，教电脑识别它们，你就能让那个人再次写字——尽管是在屏幕上——这就是斯坦福大学的弗兰克·威利特和他的团队成功实现的……

弗兰克:这是为了让严重瘫痪的人或被困在家里的人恢复沟通。所以想象一下，如果你身体的任何部分都不能移动，你如何交流你的想法?而我们要做的就是制造一种设备，让人们能够做到这一点。

克里斯:我们已经在这个方向上做了一些尝试，不是吗?人们记录下大脑活动，然后用电脑解码并将其转化为运动。

弗兰克-是的。以前，最大的方法之一是控制电脑光标。因此，有人可以使用脑机接口在屏幕上移动光标，点击屏幕键盘上的单个键，并以这种方式输入内容。

克里斯:那你做了什么与众不同的事情?

弗兰克-所以这里的不同之处在于笔迹。所以为了使用脑机接口，这个人试着让他们的手写出他们想要打字的每个字母。这个方法让我们的运算速度是之前的两倍。

克里斯-你是怎么做到的?

弗兰克-首先要记录信号。我们有两个婴儿阿司匹林大小的微型传感器，它们被放置在大脑的外层，还有一个大脑区域负责手部的运动控制。这些传感器接收来自单个神经元的电脉冲。然后我们把这些冲动翻译成文字。所以当他试着写每个字母的时候，就会在不同的神经元上唤起一种特定的脉冲模式，我们检测到这一点，找出他想写什么，然后把它打到屏幕上。

克里斯:你怎么知道他们想写什么信?你基本上是说，对，我想让你想象写一个字母a或字母B，你这样做了足够多的次数，计算机因此可以学习当这个人试图写一个a时，这是大脑产生的活动模式?

弗兰克-没错。这是一个模式识别问题。这是这项工作的主要挑战之一，就是试图做出一个足够精确的算法，你知道，从这些电脉冲中可靠地告诉你，你想写什么字母，因为我们没有奢侈的记录每个神经元和大脑的运动区域。我们只能记录一小部分。这些神经元是可变的，我们称之为嘈杂的。就像他们不总是有清晰的信号一样。所以我们必须透过这些噪音，能够可靠地分辨出这些字母是什么。

克里斯——我面前有一份你的论文。你在那篇论文中展示了，这个人用反逗号写出来的东西的摹本。这是惊人的。

弗兰克-谢谢。是的。我们很兴奋也很惊讶，即使在瘫痪了10年之后，他已经10年没有写字或移动他的手了，但是大脑运动区域的大脑活动仍然有这个非常精细的结构，我们甚至可以弄清楚，你知道，他想象中的笔在哪里试图移动以及这些字母是什么样子。

克里斯-你的系统有多精确?因为很明显，如果你想推断，一个人可以用这种方式快速地写笔记，如果他们想写ship这个词，他们不想在这里犯拼写错误，对吧?那么它有多准确呢?

弗兰克:这很准确。这是令人兴奋的事情之一，我们认为它可能在现实世界中是可用的。在应用任何自动校正系统之前，原始精度约为95%。所以每20个字母中就有一个是错误的，但如果你使用现代的自动校正技术，比如在你的智能手机上，我们发现当我们应用时，准确率超过99%。

克里斯:如果这个人开始写完整的句子，因为当你在脑海中形成一个字母时，那只是一个动作序列。但通常当你写一系列字母时，你会考虑把它们连起来，然后把单词连成句子。这会不会模糊运动信号，不会让机器犯更多的错误吗?

弗兰克:是的，这绝对是一个具有挑战性的问题的一部分，就是字母之间的转换。实际上，我们让参与者像在掌上电脑上写字一样写字。所以要用印刷体书写，而不是草书，每个字母都写在前一个字母的上面。

克里斯-病人对此有什么反应?

弗兰克:嗯，我认为与很多东西相比，它很容易使用。所以令人兴奋的是，即使在第一天，当我们让他试着写信时，我们得到了漂亮的神经活动，这是高度可解释的。所以我们不需要训练很长一段时间来使用它。

克里斯-我想你的病人是右撇子吧?

弗兰克:是的。

克里斯-因为90%的人都是。所以我有90%的几率说对了，但是你试过用另一只手写字吗，你能第一次，用另一只手写字吗，就像你的系统一样?

弗兰克:嗯，是的，这很有趣，因为大脑的左侧实际上控制着身体的右侧，反之亦然。这些植入物被植入他的左脑我们让他用右手来使用这个系统。但实际上，我们发现与你所想的相反，这个大脑区域确实为两只手编码。所以我们可以让他用左手做一些事情，也可以让他做一些活动，但左手并没有那么有力。

克里斯:如果他在写作的时候在他的脑海里做手势，这是否会完全混淆你的系统?

弗兰克-是的。是的。我们还没有把系统做得很健壮，不能使用任何手或任何东西。我们只关注右手，所以可能不会很顺利。