一项开创性的研究揭示了新的大脑区域，可以帮助布罗卡失语症患者恢复说话能力。科学家们正在研究一种脑机接口，将大脑活动转化为口语，为那些失去沟通能力的人带来新的希望。
科学家正在开发脑机接口，帮助布罗卡氏失语症患者恢复说话能力。
布罗卡失语症是指额叶受损导致人无法表达自己想要表达的意思，即使他们知道自己想要表达什么。科学家首次发现了额叶以外的大脑区域——具体来说是颞叶和顶叶皮层——与说话意图有关。这一发现对于脑机接口 (BCI) 的发展至关重要，它可以确保只解码预期的语音，同时保护不应说出的私人想法。无言以对：布罗卡氏失语症的挣扎想象一下，你看到一只毛茸茸的四足动物喵喵叫。你心里知道它是什么，但“猫”这个词却卡在你的嘴边。
这种现象被称为布罗卡失语症或表达性失语症，是一种影响说话或写作能力的语言障碍。虽然目前的首选治疗方法是言语治疗，但美国西北大学的科学家正在研究一种不同的、可能更有效的治疗方法：使用脑机接口 (BCI) 将脑信号转换成口语。
此过程的第一步是确定 BCI 应该从大脑的哪个位置记录来解码某人的预期语音。
目前，BCI 设备仅用于患有肌萎缩侧索硬化（ 渐冻症） 或脑干中风导致瘫痪的患者，这些患者无法移动或交流。在这些患者中，BCI 记录来自额叶的信号。但布罗卡氏失语症最常发生在中风或脑瘤患者身上，这是由于大脑额叶受损造成的，而额叶是处理语言和部分语言的地方。因此，为了帮助布罗卡氏失语症患者，科学家可能需要记录来自大脑其他区域的信号。
科学家首次确定了前叶以外的大脑区域与产生言语意图有关。图片来源：西北大学
突破性发现：新大脑区域中的语音意图在一项新研究中，西北大学医学院的科学家首次确定了额叶以外的特定大脑区域（颞叶和顶叶皮层）与产生言语意图有关。这为将来使用 BCI 治疗布罗卡氏失语症打开了大门。
“这是很小但必要的一步，”西北大学范伯格医学院神经学和神经科学教授、通讯作者 Marc Slutzky 博士指出：“我们发现，这些非额叶区域确实包含有关某人说话意图的信息，这使我们能够区分他们何时要说话，何时不说话，或者只是在思考一些他们不想大声说出来的事情。”
该研究将于 2 月 13 日在《神经工程杂志》上发表 。
伦理考量：思想解码与言语解码这些早期发现将有助于科学家最终为布罗卡失语症患者设计 BCI，以区分某人的语音相关信息是与语言产生还是语言感知（包括理解）有关。
Slutzky 博士说：“至关重要的是，不要解码用户不想大声说出来的想法，这不仅出于实际原因，也出于可能引起的道德问题。”
针对无语言障碍的患者进行的研究虽然目标是有一天能够帮助失语症患者，但这项研究针对的是没有语言障碍的患者。
科学家们记录了西北纪念医院 9 名患有癫痫或脑瘤的患者大脑皮层表面的电信号。电极阵列要么在手术前植入癫痫患者体内，作为癫痫发作监测的一部分，要么在手术室中暂时放置在大脑上，而肿瘤患者则在清醒状态下接受脑部手术和脑部测绘。
然后，患者要么大声朗读监视器上的单词，要么保持沉默（休息），同时研究人员记录他们的脑信号（称为皮层脑电图或 ECoG）。
这项研究的下一步将是解读这些患者到底说了什么。
西北大学的其他作者包括第一作者 Prashanth Prakash；Tianhao Lei；Robert D. Flint；Jason K. Hsieh；Zachary Fitzgerald；Emily Mittag Mugler；Jessica Templer；Matthew A Goldrick；Matthew C Tate；Joshua M. Rosenow 和 Joshua I. Glaser。
该研究由美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所的 R01NS099210、R01NS112942、RF1NS125026、R21NS084069、F32DC015708 和 R01NS094748 资助；多丽丝杜克慈善基金会；美国国家科学基金会拨款#1321015；以及西北纪念基金会迪克森转化研究拨款（部分由 NIH 拨款 UL1RR025741 和 UL1TR000150 资助）。
参考文献：“从非额叶皮质区域解码语音意图” 2025 年 2 月 13 日，《神经工程杂志》。DOI：10.1088/1741-2552/adaa20
来源：西北大学 (NU )
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