艾迪·張博士 (Dr. Eddie Chang) 談語言學習與表達的科學
艾迪·張博士 (Dr. Eddie Chang) 是加州大學舊金山分校 (UCSF) 神經外科主任，專精於運動障礙、癲癇和語言障礙的治療。他的實驗室在解鎖完全閉鎖症候群患者的溝通能力方面取得了突破性進展。他同時也是一位生物工程領域的領導者，致力於開發能使大腦功能超越生理極限的設備。
語言的複雜性與大腦可塑性
語言是人類獨有的複雜能力，涉及大腦多個區域的協同運作。從早期對語言區域的劃分，如布洛卡區 (Broca's area) 和韋尼克區 (Wernicke's area)，到現代對大腦語言網絡的更深入理解，科學家們不斷探索語言在大腦中的運作機制。
張博士提到，大腦對聲音的處理非常精細，能分辨毫秒級的差異。這種對聲音的敏感性在語言學習的關鍵期尤為重要。在關鍵期內，大腦對母語的聲音有高度的敏感性，而對其他語言的聲音則逐漸失去敏感性。
語言處理的腦區與功能
過去，人們認為布洛卡區負責語言的產生，而韋尼克區負責語言的理解。然而，張博士的研究表明，語言處理的實際情況比這更為複雜。
他指出，位於大腦額葉的「中央前回」 (precentral gyrus) 在語言產生中扮演著關鍵角色，而這個區域與運動皮層 (motor cortex) 密切相關。運動皮層負責控制身體各部位的運動，其中一部分專門負責控制發聲器官，如嘴唇、下巴和喉部。當這個區域受損時，會嚴重影響語言的產生。
至於韋尼克區，它確實對語言理解和語義處理至關重要。但它也參與了向大腦其他區域發送指令，控制我們說話的內容。
雙語現象與大腦活動
張博士的研究還涉及了雙語現象。他發現，即使一個人只聽到一種語言，大腦中與另一種語言相關的區域也會被激活。這表明，雙語者的大腦在處理語言時，會同時利用兩種語言的知識。
此外，雙語者的大腦在執行某些任務時，表現出更高的效率。這可能是因為雙語者需要不斷地在兩種語言之間切換，從而鍛煉了大腦的執行控制能力。
腦機介面與語言障礙治療
張博士的實驗室在腦機介面 (brain-machine interface, BCI) 領域取得了重大突破，成功地讓癱瘓患者透過解碼大腦活動來表達語言。這項技術為那些因腦幹中風、神經退行性疾病等原因而失去語言能力的人帶來了新的希望。
例如，他們的一位參與者 Pancho，在一次車禍後癱瘓了 15 年，無法說話。透過植入電極陣列並連接電腦，Pancho 現在可以通過「思考」來打字，甚至可以表達簡單的句子。
人工智慧與語言解碼
張博士的研究團隊利用機器學習和人工智慧算法來解碼大腦活動，將其轉化為文字。他們從 50 個單詞的小詞彙量開始，逐步擴大詞彙量，並利用自動更正等技術來提高準確性。
未來，他們希望能夠解碼更複雜的語言表達，包括面部表情和語調等非語言訊息。這將有助於更全面地恢復癱瘓患者的溝通能力，並為他們帶來更豐富的社交體驗。
語言學習的關鍵期
張博士在研究中發現，大腦對聲音的敏感度會隨著年齡增長而下降。這意味著，在幼年時期學習語言更容易掌握純正的發音和語法。然而，這並不意味著成年人無法學習新的語言。
雖然成年人的大腦可塑性不如兒童，但通過密集、沉浸式的學習，以及與真人互動的語言環境，成年人仍然可以習得流利的第二語言。
閱讀、書寫與大腦
閱讀和書寫是人類發明的技能，並非天生具備。因此，大腦中並沒有專門負責閱讀和書寫的區域。然而，當我們學習閱讀和書寫時，大腦會利用現有的視覺和語言處理區域來實現這些功能。
閱讀時，我們的大腦會將看到的文字與聽到的聲音聯繫起來，這也是為什麼閱讀障礙 (dyslexia) 患者常常在語音意識方面存在困難。而流利的閱讀者則可以繞過聲音處理，直接將文字與意義聯繫起來。
口吃與神經科學
口吃是一種常見的語言障礙，其特徵是說話時出現不流暢、重複或停頓。張博士指出，焦慮會加劇口吃，但並非其根本原因。口吃的根本原因目前尚不清楚，但可能與大腦中控制發聲器官的協調機制失調有關。
治療口吃的方法包括言語治療、心理治療和藥物治療。言語治療師可以幫助患者學習放鬆技巧、控制呼吸和調整發音方式，從而改善口吃的症狀。
未來展望與倫理思考
腦機介面技術的發展為治療語言障礙和神經系統疾病帶來了新的可能性。然而，這項技術也引發了倫理方面的擔憂。例如，如果腦機介面技術被用於增強認知能力，可能會導致社會不平等。
張博士認為，在開發和應用腦機介面技術時，必須充分考慮其潛在的倫理影響，並制定相應的規範和政策，確保技術的合理和公平使用。
神經技術與增強
除了治療疾病，神經技術還可能用於增強人類的能力。然而，張博士對此持謹慎態度，認為在追求增強之前，需要充分考慮其對社會和倫理的影響。
他指出，目前的神經技術遠遠落後於人類自然進化而來的溝通和記憶系統。因此，在短期內，神經技術不太可能實現超人類的能力。
面部表情與非語言溝通
除了語言，面部表情也是人類交流的重要組成部分。張博士認為，面部表情不僅傳達情感，還能幫助我們更好地理解對方的話語。
他的團隊正在研究如何將面部表情解碼納入腦機介面系統，使癱瘓患者能夠更自然、更全面地表達自己。
隨著腦機介面技術的發展，我們有望更好地理解大腦的語言機制，並為語言障礙患者提供新的治療方法。同時，我們也需要關注神經技術的倫理影響，確保技術的合理和公平使用。
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