失語症患者的福音：科學家解碼大腦語言訊號

想像一下，你看到一隻毛茸茸、四隻腳、會喵喵叫的動物。你心裡知道那是什麼，但「貓」這個詞卻卡在嘴邊說不出來。這種現象被稱為布洛卡失語症（Broca's aphasia），又稱為表達性失語症，是一種影響患者說話或書寫能力的語言障礙。目前，主要的治療方式是語言治療，但美國西北大學的科學家們正在開發一種可能更有效的治療方法：利用腦機介面（BCI）將大腦訊號轉化為口語。

這項技術的第一步是確定BCI應該從大腦的哪個區域記錄訊號，以解碼患者的意圖語言。目前，BCI裝置僅用於因肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）或腦幹中風而癱瘓的患者，這些患者無法移動或溝通。在這些患者中，BCI記錄的是來自額葉的訊號。然而，布洛卡失語症通常發生在中風或腦腫瘤後，是由於大腦額葉受損所致，而額葉正是處理語言生成和部分語言功能的區域。因此，要幫助布洛卡失語症患者，科學家可能需要從大腦的其他區域記錄訊號。

在一項新研究中，西北大學醫學院的科學家首次發現了額葉以外的特定大腦區域——顳葉和頂葉皮質——與語言生成的意圖有關。這為未來使用BCI治療布洛卡失語症開啟了大門。研究的主要作者、西北大學費恩伯格醫學院的神經學和神經科學教授Marc Slutzky博士表示，這是一個小而必要的步驟。他們的研究顯示，這些非額葉區域確實包含有關患者語言生成意圖的資訊，這使得他們能夠區分患者何時準備說話、何時不說話，或只是在思考某些不想說出口的事情。

這項研究已於2025年2月13日發表在《神經工程學期刊》（Journal of Neural Engineering）上。這些早期發現將有助於科學家未來為布洛卡失語症患者設計BCI，並區分患者的語言相關資訊是與語言生成還是語言感知（包括理解）有關。Slutzky強調，關鍵在於不要解碼使用者無意說出口的想法，這不僅是出於實際考量，也是為了避免可能引發的倫理問題。

雖然最終目標是幫助失語症患者，但這項研究是在沒有語言障礙的患者身上進行的。科學家們記錄了九名患有癲癇或腦腫瘤的患者（在西北紀念醫院）大腦皮質表面的電訊號。這些電極陣列要麼是癲癇患者在手術前作為癲癇監測的一部分植入的，要麼是在手術室中暫時放置的，而腦腫瘤患者則在清醒狀態下進行了腦部手術和對映。

接下來，患者要麼從監視器上大聲朗讀單詞，要麼保持沉默（處於休息狀態），而研究人員則記錄他們的大腦訊號（稱為皮質電圖或ECoG）。這項研究的下一步將是解碼這些患者實際說出的內容。

這項研究由美國國家神經疾病和中風研究所（NINDS）的多項資助，包括R01NS099210、R01NS112942、RF1NS125026、R21NS084069、F32DC015708和R01NS094748，以及Doris Duke慈善基金會、美國國家科學基金會（#1321015）和西北紀念基金會Dixon轉化研究資助（部分由NIH資助UL1RR025741和UL1TR000150）支援。