用意念说话!身患绝症、全身瘫痪的他,创造了生命奇迹","type":"0","vid":"j3329z077be

彩神app

让梦想从这里开始

因为有了梦想,我们才能拥有奋斗的目标,而这些目标凝结成希望的萌芽,在汗水与泪水浇灌下,绽放成功之花。

你的位置:彩神app > 服务项目 > 用意念说话!身患绝症、全身瘫痪的他,创造了生命奇迹","type":"0","vid":"j3329z077be
用意念说话!身患绝症、全身瘫痪的他,创造了生命奇迹","type":"0","vid":"j3329z077be
发布日期:2022-04-11 12:27    点击次数:195

▎药明康德内容团队编辑

你躺在床上,听见亲人们正围绕在你身边、谈论你的状况。你想要参与他们的对话,但即使用尽全力,也发不出声音、睁不开双眼,甚至无法控制你的面部肌肉做出哪怕是一丝表情。你的意识十分清醒,但已经完全失去了控制身体、向外界表达的能力……

这不是一场噩梦,而是处于闭锁状态的肌萎缩侧索硬化症(ALS,俗称渐冻症)患者的真实写照。作为一种罕见但致命的神经退行性疾病,ALS的患者会逐渐失去对肌肉的控制能力,一些患者最终即使连眼球和面部肌肉也无法控制,失去交流能力的他们完全被封锁在自己的躯体中,直到走向生命的终点。

在德国,一名现年36岁的男子就面临着这样的情况。2015年8月,他被诊断出ALS,此后健康状况急转直下。短短4个月后,他就失去了说话、行走的能力;第二年,患者已经无法自主呼吸,需要借助呼吸机生存。

▲这位来自德国的患者通过脑机接口与外界沟通(图片来源:Wyss Center)

随着病情的发展,患者与他人的交流也成了问题。早期,他还能使用眼部追踪设备,通过眼睛的移动来组词造句。但从2017年8月起,随着对眼睛控制能力的下降,他已经无法使用这套设备了,只能通过眼球是否移动来回答“是”与“否”的问题。

由于眼球运动能力的彻底丧失不可避免,这位患者向图宾根大学的研究团队表示,自己希望植入脑机接口以维持与家人,尤其是年幼的儿子的交流。2016年,这样的设备已经帮助一位女性ALS患者用思想与外界交流,但当大脑已经完全无法控制身体时,这样的策略是否有效,没有人知道答案。

在家属签字之后,研究团队还是将两块边长只有3毫米的电极阵列植入患者的运动皮层。每个阵列包含了64个针状的电极,用于探测神经信号。

▲这款由电极组成的设备用于记录患者大脑活动(图片来源:参考资料[1])

尽管这时患者已经无法移动身体,但他的大脑还是可以告诉身体如何移动,电极捕捉的就是这个过程产生的大脑活动信号。理论上来说,两种不同的神经信号,就可以对应“是”或“否”的回答。

但在手术后,无论是要求患者想象移动手、脚还是眼睛,都无法转化为足够清晰的答案。直到3个月后,研究团队才找到了有效的反馈方式。他们利用了患者大脑的听觉神经反馈系统,经过训练的患者在听到声音后,可以控制神经元的放电率,使反馈音的频率匹配目标音。如果放电率高于较高的阈值且持续超过0.25秒,就表示患者说“是”;相反,连续低于较低的阈值0.25秒,则表示患者说“否”。

▲视频演示了患者如何对声音作出响应(视频来源:参考资料[1])

基于这个过程,一个拼写程序读出字母表中的字母,患者通过神经信号给出是或否的回答,来选择特定的字母。当然,可以预见的是,这个过程相当缓慢,患者一分钟只能选定一个字母。此外,技术的准确率也很有限:在135天的试验期间,患者在107天中能匹配目标音,其中只有44天产生了有意义的语句。

论文通讯作者之一,Wyss生物与神经过程中心的Jonas Zimmermann博士也表示,这项技术仍存在缺陷:不仅昂贵,而且耗费时间与精力。例如,照看者需要经过训练以熟悉系统、证实患者的反馈。这样,患者才能使用植入的装置与他人交流。

但对于这样一位完全封闭在自己世界中的患者,能通过有意义的语句与家人、医生交流,本身就是一次巨大的飞跃。在使用这个系统3周之后,他第一次“说”出了有意义的句子,让看护人员帮助他移动身体。

在此后一年中,他又生成了很多完整的句子。他向家人表达爱意(“我爱我的酷儿子”),告诉照看的人自己想通过食管吃什么(“匈牙利牛肉汤和豌豆汤”),也会给这个系统提出意见(“打开单词识别”)……对于患者来说,这是他向他人表达自己内心世界的唯一窗口。

▲患者利用这套设备生成语句的情况(图片来源:参考资料[1])

不过遗憾的是,随着时间的推移,这个装置的效果逐渐减弱。现在,他只能利用这个装置回答“是”与“否”的问题。研究者表示,这可能是因为植入物周围的疤痕组织阻碍了神经信号的传递;此外,另一种可能的原因是患者大脑自身思维的减弱。

目前,这套系统仍处于临床前阶段,作者希望在不久的将来开展临床实验。而在推广到临床使用之前,还需进一步论证其长期性、在其他病人中的适用性和安全性。相关论文发表于《自然·通讯》杂志。“这项研究表明,即使是完全瘫痪、无法应用眼睛和肌肉与外界交流时,也能写下句子。”这项研究的领导者,德国图宾根大学的Niels Birbaumer教授说。

参考资料:

[2] Brain implant helps completely 'locked-in' man communicate. Retrieved Mar 25th, 2022 from https://medicalxpress.com/news/2022-03-brain-implant-locked-in.html

[3] In a first, brain implant lets man with complete paralysis spell out thoughts: ‘I love my cool son.’.Retrieved Mar 25th, 2022 from https://www.science.org/content/article/first-brain-implant-lets-man-complete-paralysis-spell-out-thoughts-i-love-my-cool-son

更多推荐

点个“在看”再走吧~



Powered by 彩神app @2013-2022 RSS地图 HTML地图