英國物理學大師霍金因病失去語言能力，靠眼球動作指示電腦系統代他發聲。如今醫學界更上層樓，一項最新研究將128個電極植入病患腦部，即時擷取大腦控制說話功能肌肉的信號，利用人工智慧技術直接轉譯成語言，透過電腦說出來！
潘丘（Pancho，暱稱）20歲時遭遇嚴重車禍、腦中風，18年來無法開口說話。那天，他終於突破這道溝通障礙，電腦螢幕呈現了他18年來「說出」的第一句話：「我的家人在外面」（My family is outside）。
腦部語言區植入電極，擷取電信號
美國每年有數千人像潘丘一樣，因方受傷或疾病而失去語言能力。《紐約時報》報導，潘丘3年前參與一項研究，讓研究人員在他腦部的語言區（speech areas）植入電極，擷取電信號（electrical signals），轉譯為語言訊息，傳送到外部的電腦系統，在螢幕上呈現出來。換言之，潘丘只要「心想」，就能「話成」。
研究計畫主持人、加州大學舊金山分校（UCSF）神經外科主任張復倫（Edward Chang）說：「這是醫界首次針對癱瘓、無法說話的病患，直接從其腦部活動解碼出完整的文字……結果顯示，直接利用腦部的自然語言機制來恢復溝通能力，這種作法大有可為。」整個系統名為「語言神經科技輔具」（speech neuroprosthesis），研究報告15日發表在《新英格蘭醫學期刊》（NEJM）。
研究人員首先做出128個電極，能夠偵測語言相關肌肉（口部、嘴唇、下顎、喉頭）感覺與動作的信號，將電極做成一片長方形平面，植入潘丘腦部，藉由他頭殼上的連接埠與電腦連線。接下來的81周，研究人員進行了50次試驗，要潘丘嘗試說出50個常用單字，例如「飢餓」（hungry）、「音樂」（music）、「電腦」（computer），讓一人工智慧（AI）系統學習。
AI系統將控制聲道運作的腦部活動，直接轉譯成單字與句子
博士後工程師摩西斯（David Moses）說：「我們的AI系統將控制聲道（vocal tract）運作的腦部活動，直接轉譯成單字與句子。」這套系統是由摩西斯、研究生莫茨格（Sean Metzger）與潔西．劉（Jessie R. Liu）共同研發。
潘丘也嘗試將50個單字加入50個不同的句子，例如「我的護士就在外面」（My nurse is right outside）、「潘丘請把我的眼鏡拿過來」（Bring my glasses, please）。有一回研究人員問他「你今天好嗎？」，電腦螢幕上呈現：「我很好」（I am very good）。
潘丘先後嘗試說出單字約9000次，AI系統轉譯正確率將近5成。如果讓他嘗試唸出螢幕上呈現的句子，正確率還更高，這要歸功於一套自動校正語言預測系統（autocorrect language-prediction system）：句中單字正確率近7成5，全句正確率超過5成。
潘丘以電郵告訴《紐約時報》：「無法與人們溝通，無法進行正常的對話，無法以任何方式表達，這種生活非常難受。」如今新系統奏效，「就像是我得到第二次機會，再度開口說話。」
目前這套系統可以讓潘丘每分鐘表達15至18個字，未來可望提高處理效率，但計畫主持人張復倫不確定能否達到正常人對話的速度：約每分鐘150字至200字。不過研究人員當初決定嘗試直接從腦部擷取信號，就是相信這種作法在速度上優於打字、書寫、游標控制等傳統方法，。
專家指出，這套「語言神經科技輔具」技術未來可望造福肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS，漸凍症）、腦性麻痺、腦部受傷的患者，他們無法控制開口說話會用到的肌肉，但腦部的語言神經路徑仍然暢通。專家相信再過幾年時間，就能夠發展出可臨床使用的系統，讓這些患者重新「開口」。
