美国加州大学戴维斯分校的数字声带研究团队开发了一种研究性脑机接口。这一设备有望帮助那些因神经系统疾病而丧失发声能力的脑机人重新发出声音。这项成果已在最新一期《自然》杂志上发表。接口文章详细介绍了该技术的新系工作原理：它能够在人们试图说话时，即时将大脑活动转换成语音，失语并创造出一种“数字声带”。数字声带

这项技术已经在一位患有过肌萎缩侧索硬化症的脑机人身上得到了证实，俗称为“渐冻症”。接口这位患者借助植入式的新系脑机接口设备，能够与电脑进行交流，失语并且不仅能控制语音的数字声带语调，还能演唱简短的脑机旋律，实现家人之间的接口实时对话。

此前的新系语音脑机接口通常是将大脑中的神经信号转换成文本信息，就像发送短信一样，失语并且可能存在一定的延迟，从而影响到自然沟通。然而，这款新的即时语音合成系统则更像是打电话，让使用者在与他人交谈时能更加流畅自然地表达自己的想法和感受。

新型植入式脑机接口系统由4个微电极阵列构成，这些电极通过手术植入负责语言生成的脑区。当参与者的尝试说话时，电极会记录神经元活动，并将信号传递至外部计算机进行解码处理，最终重建出语音输出。 该团队还研发了一种新算法，能够准确地将每个时间点的大脑活动转化为对应的语音，参与者可以通过调整音高来表达不同的情感或意图。比如提问、发出感叹或是强调某个词语等行为都是可行的。

新技术的进程十分迅速，在神经信号采集与语音合成之间只需短短四十分之一秒——这相当于人们在正常讲话时，听到自己声音所需要的时间。

参与者可以用该系统“唱”出简单的旋律，展示了其语音合成的灵活性。听众对于合成语音的理解率达到了近60%，而无需系统辅助时，他们的理解度仅有4%左右。

这一关键在于先进的人工智能算法。通过分析数百种神经元放电模式，研究团队成功将这些模式与参与者的意图联系起来。这种技术让算法能够仅依赖于神经信号，在没有实际语音输入的情况下，精确地重建出参与者想要表达的语音。

这项研究为恢复自然语言能力方面的脑机接口技术开辟了重要途径，给那些由于疾病或损伤而失去言语能力的患者带来了新的希望。未来，这一技术将可能被广泛应用于更多患者，推动神经假体技术进一步智能化和人性化发展。