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原文作者：Emily Mullin
颠覆性科技：初创公司Cognixion尝试将脑机接口（BCI）植入Apple Vision Pro，让瘫痪患者用意念沟通
加州初创公司Cognixion今日宣布，他们将启动一项临床试验，旨在将公司开发的可穿戴脑机接口（BCI）技术与Apple Vision Pro头显集成，以帮助患有言语障碍的瘫痪人士仅凭思维即可进行交流。
Cognixion是众多正在开发BCI系统的公司之一，其中也包括埃隆·马斯克的Neuralink。BCI系统能够捕捉大脑信号并将其转化为控制外部设备的指令。
非侵入式方案：瞄准Vision Pro的普及潜力
与Neuralink等公司致力于开发需要外科手术植入的设备不同，Cognixion的技术是非侵入式的。这家总部位于加州圣巴巴拉的公司正在测试两部分组件：一个增强现实（AR）BCI应用程序（软件）和一个能读取脑信号的定制头戴设备（硬件），并将其与Vision Pro结合。
本次试验将招募多达10名参与者，他们因脊髓损伤、中风、创伤性脑损伤或肌萎缩侧索硬化症（ALS，即渐冻症）而导致瘫痪并伴有言语障碍。
Cognixion的首席执行官Andreas Forsland表示：“为了实现技术的普及，我们必须采取风险最低、最容易被大多数人接受的方式。”他创办Cognixion的契机源于他母亲因肺炎和插管住院期间，她意识清醒却无法说话，导致她与医护人员之间沟通出现巨大障碍。
“正因如此，我经历了她与护理人员之间巨大的沟通障碍，我不得不介入，”Forsland回忆道。这促使他开始思考如何为有言语运动障碍的人们提供更好的交流方式。
试验将使用修改版的Apple Vision Pro头显。摄影：May James; Getty Images
AI赋能，实现接近正常语速的交流
该公司此前已设计了自己的头戴设备Axon-R，并于今年早些时候对ALS患者进行了测试。其定制软件利用了基于生成式AI的模型，这些模型会根据用户的特定言语模式进行训练。结合使用时，该技术使参与者能够以接近正常对话的速度通过头显“说话”。该研究表明，患者可以舒适地每天使用BCI数小时，每周多次。
现在，Cognixion正将这一AI交流应用引入Vision Pro，Forsland认为Vision Pro比专用的Axon-R拥有更多功能。“Vision Pro为您提供了所有的应用程序、应用商店以及您想要做的任何事情，”他说。
苹果在去年5月为BCI集成打开了大门，当时他们宣布了一项新协议，允许有严重活动障碍的用户无需物理移动即可控制iPhone、iPad和Vision Pro。另一家BCI公司Synchron（其植入物放置在靠近大脑的血管内）也已将其系统与Vision Pro集成。（苹果方面目前未显示正在开发自己的BCI。）
基于视觉注视的非接触式控制
在Cognixion的试验中，他们用自己的头带替换了苹果的原装头带，该头带嵌入了六个脑电图（EEG）传感器。这些传感器收集来自大脑枕叶和顶叶皮层的信息（位于头部后部）。具体来说，Cognixion的系统识别“视觉注视信号”，即当一个人将目光集中在某个物体上时发生的信号。这使得用户仅通过精神注意力就能从界面菜单中进行选择。一个佩戴在臀部的神经计算包则在Vision Pro外部处理这些脑部数据。
Cognixion首席技术官Chris Ullrich说：“我们方法的理念是减轻个人交流需求所产生的负担。”
目前的交流工具虽然有用，但并非理想选择。例如，低技术含量的手持字母板允许患者看向特定的字母、单词或图片，以便护理人员猜测其含义，但这非常耗时。而眼动追踪技术虽然昂贵，但可靠性并非总是最佳。
Ullrich解释道：“我们实际上为每位参与者构建了一个AI，并使用他们说话的历史、幽默风格、他们写下的或说过的任何内容进行定制。我们将所有这些信息提炼成一个用户代理（user proxy）。”
AI代理和未来展望
从头显内部看，用户会看到AI生成的建议，或者他们也可以自己组合语句。Cognixion的系统也可以使用眼动追踪或头部移动来进行控制（Vision Pro支持这些功能），但患有严重运动障碍的用户可能无法使用这些选项。这就是读取脑电波发挥作用的地方。
在一则关于一位患有ALS的拉比（犹太教神职人员）参与Axon-R研究的视频中，他被问到：“你如何保持如此积极？”使用Cognixion的技术，他回答：“我努力在每种情况下都看到美好的一面。”
Cognixion认为，其非侵入式方法将比任何正在开发的植入式脑芯片更快地触及患者。首先，安全性是显而易见的——字面意义上无需开颅手术。要获得医疗设备的批准，它仍需证明其有效性。Ullrich表示，这将需要进行一项更大规模的关键试验，涉及大约30名患者。美国食品药品监督管理局（FDA）可能会根据设备的易用性以及它对改善人们生活质量的程度来评估该设备。
UCLA的BCI研究人员Jonathan Kao（未参与Cognixion项目）认为，鉴于植入式设备的风险，非侵入式BCI具有巨大的潜力。但他指出，主要的挑战在于非侵入式系统捕获的脑信号比植入式信号要弱得多，噪声也大得多。
“没有人能够推出一款性能匹配侵入式设备，甚至能接近其性能的消费级设备，”Kao说。“信号质量非常差，因此快速、可靠和稳健地解码是一个挑战。”
这导致了令人沮丧和缓慢的用户体验。但Kao认为，像Cognixion和他的实验室正在开发的AI“副驾驶”（AI copilots）可以弥合这种性能差距，使非侵入式系统对患者更具可用性。
Kao总结道：“如果我们能做到这一点，我们就能拥有一个无需手术的普及性设备。”
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