中风18年，AI让她开口说话

瘫痪18年的中风患者安，重新开口说话了——这一次，多亏了人工智能。

据英媒报道，加利福尼亚大学的研究人员正在开发一项新技术。这个系统能够让安通过屏幕上的“数字化身”进行交流，还能让其做出自然的脸部动作。

加州大学的科学家们希望，有朝一日能开发出一种获得美国食品药品管理局（FDA）批准的系统，让像安这样有认知能力但无法说话的病人，能够重新进行更自然的交流。

虽然人工智能在诸多领域备受争议，但不可否认，在医疗界，它已经为一些人带来了福音。

18年前，也就是2005年的一个下午，30岁的安突然脑干中风，导致身体严重瘫痪。

当时，安不仅是加拿大的一名数学老师，还是萨斯喀彻温省几支运动队的教练。她刚结婚两年多，有一个13个月大的女儿，和一个8岁的继子，“但一夜之间，这场噩耗夺走了一切”。在接下来的五年里，安每天晚上都在担心，自己会睡着睡着突然就死了。

据报道，安患上了闭锁综合征（LIS），顾名思义，就是拥有完整的认知能力和感官能力，但失去了对全身肌肉的控制，她就像被关在一副无法行动的躯壳里。在刚刚瘫痪的时候，安甚至一度无法自主呼吸。时至今日，医生还是没有查出安突然中风的原因。

在接下来的几年里，安进行了大量的身体康复治疗，逐渐恢复了自主呼吸，脖子也能动了，慢慢从依赖进食管吃饭，过渡到独立吃较软或切碎的食物。一些面部肌肉也逐渐恢复，能够做出大笑、哭泣、微笑和眨眼等表情。

然而，18年来，做了诸多努力之后，安还是无法开口说话，一直在用眼动追踪器与外界交流，每分钟最多只能“打”出14个单词。她说：“在康复医院治疗时，语言治疗师完全拿我没办法。”

直到2021年，安看到了转机——她发现了加州大学旧金山分校神经外科主任爱德华·张的一项研究。

爱德华·张的研究对象名叫潘乔，也是个多年的瘫痪病人。爱德华的研究团队一直在尝试将他的大脑信号转化为文本——这是人们第一次成功从瘫痪且不能说话的人的大脑活动中，直接解码出了完整的信息。

然而，研究团队的愿景不止如此。他们希望将安的大脑信号转化为有声的话语，并用图像模拟安的面部动作，实现“自然地对话”。

按照目前的医疗技术，瘫痪患者只能依靠眼动追踪器等技术“拼”出单词。然而，脑机接口装置和人工智能的结合，有望改写丧失说话能力的患者的人生。

研究人员在安的大脑表面与说话相关的区域植入了253个电极，拦截安在试图说话时产生的大脑信号——如果不是因为中风，这些信号本将传输到安的嘴唇、舌头、下巴、喉咙和脸部肌肉。这些电极通过电缆与电脑相连，而电缆的另一端则插在与安的头骨相连的端口上。

研究人员花了几周的时间，训练人工智能系统识别安脑内的语言信号。为此，安不断重复1024个常用单词组成的不同短语，直到计算机识别出与所有基本语音相关的大脑活动模式。

研究人员创建了一个系统，训练人工智能以音素为单位来解码单词。正如字母组成了书面单词一样，音素组成了口语单词：例如，“Hello”就包含四个音素：“HH”“AH”“L”和“OW”。这样一来，计算机只需学习39个音素，就能破译所有的英语单词，并用ChatGPT的语言模型，将这些信号翻译成句子。这既提高了系统的准确性，又把它的速度提高了三倍。

加州大学团队开发的这项技术不算完美。一方面，该测试涉及500多个短语，在28%的情况下，系统的解码都是错误的；另一方面，系统生成文字的速度为每分钟78个单词，远不及自然对话中的110~150个单词。

但对于安来说，这已经比她目前使用的文字交流系统（每分钟只能生成大约14个单词）要快得多得多。加州大学旧金山分校研究员肖恩·梅茨格说：“假以时日，它将让安具备和我们一样快的交流速度。”

研究人员还借助Speech Graphics公司开发的软件，制作了安的“化身”——一个留着短发的3D模型头像。他们创建了一个程序，使该软件与安说话时大脑发出的信号相对应，并将这些信号转换成她“化身”脸上的动作。

安的“化身”说话的声音，也具有安的特点。研究人员利用语言学习人工智能，根据她在2005年婚礼上的演讲片段，重新制作了她的声音，使“化身”的声音听起来和安受伤前的声音一样。同时，人工智能利用了她大脑发出的信号，让“化身”模拟了安的面部肌肉运动。

安在听到“自己”的声音时，大脑产生了奇妙的感觉，“就像听到了一位老朋友的声音”。

“我受伤时，女儿才1岁。她不知道我的声音是什么样的。”她希望，有一天，她的女儿也能听到自己的声音——而不是通讯设备发出的、带有英国口音的僵硬的声音。

加州大学伯克利分校研究生凯洛·利特尔约翰说：“我们正在弥补她的大脑和声带之间因中风而中断的连接。”他们的下一个目标，是创建一个无线版本的系统，植入颅骨下方——一旦成功，安就不用再把头连接到电脑上了。

加州大学旧金山分校神经外科兼职教授、该研究的共同第一作者大卫·摩西在声明中说，让像安这样的人，通过这项技术自由控制自己的电脑和手机，将对他们的独立性和社会交往产生深远影响。

这项技术，也给安的人生带来了新的展望。她说，等慢慢康复后，她想成为假肢康复机构的辅导员，并用自己的经验来帮助他人。

正如人们所看到的，人工智能，正在颠覆人们对医学的想象。

市场研究公司Market Viewresearch预测，到2030年，人工智能的年复合增长率将达到38%。世界卫生组织（WHO）也发布了一份咨询报告，呼吁“安全和道德的人工智能为健康服务”。

2021年1月12日，FDA发布了该机构首个基于人工智能/机器学习（AI/ML）的医疗器械软件（SaMD）的行动计划，以促进对AI/ML医疗设备的监管。

而与此同时，许多企业也已经将医疗人工智能纳入研究范围。

谷歌的医疗AI问答机器人Med-PaLM2，已经开始在包括梅奥诊所在内的多家医院进行测试。有报道指出，谷歌这款产品“将撼动医疗行业”。

美国国际商业机器公司（IBM）和纪念斯隆·凯特琳癌症中心联合开发了用于肿瘤治疗的人工智能Watson Oncolog。埃隆·马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink，则开发了一种将人脑与电脑连接起来的脑机接口芯片，以帮助瘫痪或严重脑损伤的人。

有专业人士预测，人工智能或将为医疗领域带来重大变革。从慢性病到癌症，从放射治疗到风险评估，AI都具有更精确、更高效的优势。在Partners Healthcare举办的2018年世界医疗创新论坛（WMIF）人工智能分论坛上，研究人员提出了未来十年内，最有可能受到人工智能重大影响的12项技术和医疗行业领域，其中就包括安正在使用的脑机接口装置。

Health IT Analytics指出，脑机接口装置可以极大地提高肌萎缩侧索硬化症、中风或闭锁综合征患者，以及全球每年50万脊髓损伤患者的生活质量。

在医疗领域的各个方面，人工智能似乎也是不可或缺的。抗生素的耐药性一直是一个全球性难题，仅艰难梭菌（与腹泻相关的病原体），每年就要让美国医疗系统花上大约50亿美元，并导致3万多人死亡，但人工智能工具可以帮助估计感染情况和病菌对抗生素的耐药性。

此外，医疗保健中，70%的决策都是基于病理结果做出的。因此，越早得到准确的诊断，治疗也能做得越好。这些都是人工智能在医学领域的“用武之地”。

人们对待人工智能的态度，是审慎的，也是充满期待的。安在恢复语言能力后说，终于再次觉得自己是个“活着的人”。

这大概就是人工智能作为工具的意义。