重磅突破！兩年3800小時，ALS患者輸出200萬詞，腦機接口第一次變成“生活工具”

在腦機接口領域，人們習慣于討論準確率、通道數、解碼模型和植入電極。

但對于漸凍癥（ALS）患者 Casey Harrell （在論文中的代號叫T15） 而言，真正重要的問題從來不是算法精度達到多少，而是另外一個更簡單的問題：

當一個人失去說話能力之后，他還能否繼續參與這個世界？

過去幾年里，腦機接口領域不斷刷新紀錄：打字速度越來越快，詞錯誤率越來越低，模型越來越復雜。然而這些成果大多發生在實驗室里——在研究人員環繞的環境中，在特定任務設計下完成一次次“技術演示”。

而2026年發表在《Nature Medicine》上的這項研究，第一次把焦點從實驗室搬回了生活本身。加州大學戴維斯分校的研究團隊在45歲的Harrell身上，完成了迄今最長程、最高性能的皮層內腦機接口（intracortical BCI）獨立使用驗證。Harrell四肢已完全癱瘓，言語嚴重構音障礙，幾乎無法被旁人聽懂。

這項研究的突破，不是讓腦機接口“更準了一點”。

而是第一次讓高性能侵入式語音腦機接口，像工具一樣，進入了一個人的日常生活。

當語言開始離開身體

ALS 被稱為“漸凍癥”。與許多人想象不同，這種疾病最殘酷的地方，不只是身體一點點失去控制，更是一個意識清醒、思想完整的人，逐漸被困在自己的身體里。

圖1 多模態皮層內BCI獨立使用示意圖與系統架構

Harrell曾經是一位活躍的父親、演講者和社會倡導者。他給女兒講故事，與同事討論工作，在公開場合發表演講。隨后疾病開始一點點奪走這些能力。最初只是發音變得模糊，后來需要借助輔助設備。再后來，即便想表達一個完整句子，也需要耗費大量時間。

對于許多ALS患者來說，真正的痛苦并非無法行走，而是逐漸失去參與社會互動的能力。

你仍然擁有完整的思想。但思想被困在身體里。

腦機接口真正解決的，其實不是溝通速度

2023年，加州大學戴維斯分校的Nicholas S. Card、Sergey D. Stavisky和David M. Brandman領銜的研究團隊在Harrell的左側腹側前中央回（ventral precentral gyrus），也就是主管言語運動的腦區，植入了4個64電極Utah微電極陣列，共256個電極實時記錄單個神經元動作電位和局部場電位。

從植入后第281天起，無需任何研究人員在場，就能自行啟動系統。截至術后第678天，他累計獨立使用了3,801小時，在444天里幾乎每天都靠這套系統與家人對話、處理郵件、瀏覽網頁，甚至維持了一份全職工作。

圖2 語音解碼準確率與長期使用統計

從技術角度看，這并不是世界上第一個語音腦機接口。真正值得關注的是另一件事：

這是首次有研究證明，高性能侵入式語音腦機接口能夠脫離實驗室，長期穩定地融入一個人的日常生活。

過去腦機接口研究普遍存在兩個難題：

第一個是依賴工作人員人員：設備啟動、校準、參數調整往往需要專業團隊在場。

第二個是長期穩定性：植入電極隨著時間推移會出現信號漂移，解碼器性能下降，最終需要頻繁重新訓練。

很多系統在實驗當天表現優異，但幾個月后便難以維持。因此長期以來，腦機接口更像是一種實驗能力，而非真正可用的產品能力。Harrell的案例首次驗證了腦機接口跨過了這道門檻。

兩年3800小時，腦機接口第一次變成“生活工具”

論文中最令人震撼的數字并非99%的準確率，而是另外幾個數字。

在近19個月時間里：

• 累計使用超過3800小時；

• 使用天數達到444天；

• 輸出183,060個句子；

• 共計1,960,163個單詞；

• 平均交流速度達到56詞/分鐘。

如果換一種方式理解，這不再只是一次實驗室演示。

這是一個人連續近兩年，幾乎每天都在真實生活中使用這套系統：發郵件、瀏覽網頁、參加視頻會議、進行公益活動、維持全職工作、與朋友聊天，甚至和家人開玩笑、擁抱、吐槽和講故事。這些行為看起來微不足道。

但對于一個失去自然語言能力的人而言，它們意味著重新回到社會之中。

從RNN到Transformer：論文背后的核心技術突破

從技術層面看，這項研究最核心的創新并非植入硬件，而是解碼體系的全面升級。

這套系統的核心，是一個基于Transformer架構的腦-文本解碼器。它把T15試圖說話時產生的神經活動，每80毫秒轉換為一組英語音素概率，再通過語言模型生成最可能的詞序列。

數字層面的結果令人震驚。相比此前廣泛采用的RNN方案，新系統表現出幾個關鍵優勢。在正式的標準化測試中，T15重復朗讀屏幕上的提示句，解碼系統的詞準確率達到99.2%，詞匯庫覆蓋超過125,000個英文單詞。在日常自主使用中，他以平均56詞/分鐘的速度，累計"說"出了183,060句話、1,960,163個詞。作為對照，他此前通過專家翻譯輔助溝通的速度僅為6.8詞/分鐘，頭控鼠標打字更是只有6.3詞/分鐘。

首先是準確率進一步提升。在包含12.5萬個英文詞匯的大詞表測試中，系統實現了99.2%的單詞識別準確率，創造了當時語音腦機接口領域的新紀錄。

其次是大幅降低校準需求。傳統腦機接口往往需要每天重新采集數據訓練模型，而新系統通過持續后臺微調機制，實現了近乎無感知的長期更新。

更重要的是，它開始具備應對神經信號長期漂移的能力。

腦機接口歷史上最難解決的問題之一，就是“大腦不是靜態系統”：神經元狀態會變化、電極周圍組織會變化、患者狀態也會變化。

而Transformer架構配合持續在線學習，使系統能夠在不影響使用體驗的情況下持續適應這些變化。

從產業視角看，這種能力的重要性甚至超過準確率本身。因為決定腦機接口是否能夠商業化的，不是某一天達到99%，而是在未來幾年里能否持續保持95%以上。

圖3 神經光標控制個人電腦的性能表現

一個被忽視的發現：大腦其實在主動適應機器

該成果中還有一個容易被忽略的細節。

隨著時間推移，Harrell 逐漸放棄了真正發聲說話，轉而采用“靜默語言”（silent speech）策略。

也就是說，他即使不再真的發出聲音，只是在大腦中產生說話意圖、做出相應的發音運動準備，系統也能完成解碼。甚至令人驚訝的是，他的交流速度反而從約 30 詞/分鐘提升到 50 詞/分鐘以上。

這說明長期使用過程中，變化的不只是解碼器參數。

使用者本身也在調整自己的發聲意圖、運動策略和神經活動模式，讓它們更適合被系統讀取。

這提示了腦機接口發展的一個重要規律：人們過去總認為是機器在學習大腦，事實上，大腦也在學習機器。

當腦機接口長期存在時，人與系統會逐漸形成一種新的協同模式。它不再只是簡單的人機交互，而更像是一種新的神經行為系統。

某種意義上，Harrell 并不是在“使用一臺設備”，而是在和這套系統共同形成一個新的“表達器官”：大腦產生意圖，系統負責轉寫，屏幕重新替他說話。

腦機接口領域還有一個長期爭論：植入式電極究竟能穩定工作多久？

許多研究只能證明幾個月的效果。而這項研究給出了迄今最有說服力的長期數據之一。研究團隊發現：在植入后678天內，大多數電極依然保持穩定記錄能力。超過90%的電極持續檢測到有效神經放電。神經調制模式在18個月以上時間尺度仍保持較高一致性。

這意味著至少在當前技術條件下，侵入式微電極陣列并沒有像許多人擔心的那樣迅速失效。

對于整個腦機接口產業而言，這或許是比單次性能突破更重要的消息。

因為長期穩定性決定了商業模式是否成立。如果設備每隔幾個月就失效，那么再好的算法也無法形成真正的產品。

圖4 植入后神經信號的長期穩定性分析

腦機接口產業正在跨越“實驗室時代”

如果回顧腦機接口過去二十年的發展歷程，會發現行業正在經歷一次重要轉變。

第一階段證明“能不能解碼”。

第二階段證明“能不能準確解碼”。

而現在，真正的門檻變成了第三個問題：

能不能長期、獨立、穩定地融入一個人的生活？

Harrell案例的重要意義在于反應了這項技術它同時攻克了獨立居家使用（independent at-home operation）和長期穩定性能（reliable long-term performance）兩大臨床轉化瓶頸。此前的BCI突破大多發生在實驗室里，研究人員圍著參與者調試設備， session結束就關機。而T15把BCI當成了身體的一部分——每天開機、使用、關機，像普通人使用手機一樣自然。

當然，系統仍有局限：它依賴經皮有線連接，需要護理伙伴協助穿戴設備，且僅驗證了一名參與者。研究團隊坦言，未來的方向很明確——無線全植入系統、更簡化的日常維護、以及在不同患者群體中的推廣驗證。

但無論如何，這近兩年的3800小時、近200萬字、444個日夜，已經證明了一件事：當肉體被疾病禁錮，大腦依然可以找到新的方式，與世界保持連接。對于數百萬因ALS、腦干中風或脊髓損傷而失去溝通能力的患者而言，這不再是一個遙遠的科幻場景，而是一個剛剛被點亮的現實。

從BrainGate到Neuralink，從Paradromics到中國的北腦一號、腦虎科技等項目，整個行業都在朝同一個方向演進：更穩定、更無線、更小型化、更自主。

未來真正的競爭可能已經不再是單純的解碼準確率競爭，而是誰能率先把實驗室中的神經接口變成一件普通人每天都會使用的產品。

https://www.nature.com/articles/s41591-026-04414-6

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