有一天,一对大脑微芯片可以让那些处于“假昏迷一项新的突破表明,他们可以随心所欲地交流。
首先,一名 34 岁的患者甚至没有最细微的肌肉抽搐,他使用该技术与家人分享了一些珍贵的话语,只不过是有意地移动他的眼睛。
类似的设备此前曾为患有快速进展的肌萎缩侧索硬化症(ALS)的患者提供了通过极其有限的动作发送简单信息的方法,但研究人员表示,该男子病情的严重程度代表了该技术的重大进步。
“据我们所知,我们的研究是第一项由没有剩余自主运动能力的人实现交流的研究,因此脑机接口现在是他们唯一的交流方式,”说来自瑞士维斯中心的神经科学家乔纳斯·齐默尔曼。
假性昏迷也被称为“锁定”综合征,因为虽然这些患者无法行走或说话,但他们仍然非常有意识,能够看、听、尝、嗅、思考和感觉。
然而,如果没有移动嘴巴或舌头的能力,交流就会受到严重限制。如果眼睛仍然可以移动,患者有时可以眨眼或用瞳孔“指向”以表达自己的意思,但在某些晚期病例中,即使是这种基本的交流形式也无法实现。
本案中的男子就是这样的一位患者。在诊断出病情后的几个月内,他已经失去了行走和说话的能力。一年后,病人戴上了呼吸机以帮助他呼吸。一年后,他失去了凝视的能力。
极端的隔离最终导致患者及其家人同意进行一项尖端实验。
在患者失去移动眼睛的能力之前,他同意接受外科手术,将两个微芯片植入他大脑控制肌肉运动的部分。
每个芯片都配备了 64 个针状电极,可以接收到他有意识的移动尝试。然后,大脑活动被发送到计算机,计算机将脉冲转化为“是”或“否”信号。
过去,类似的大脑植入物已经让一些 ALS 患者能够通过计算机打字程序进行通信。但这是第一次无法使用眼睛的 ALS 患者能够做类似的事情。
“人们真的怀疑这是否可行,”未参与这项研究的脑机接口研究员 Mariska Vansteensel 说道。告诉 科学。
(Chaudhary 等人,《自然通讯》,2022)
多于:大脑植入物的实验装置,加上生物反馈装置和拼写程序。
这项技术需要数月的训练,但是一旦患者学会了如何控制大脑信号的发射率,他就能够对拼写程序做出反应并选择由程序大声朗读的特定字母,以形成单词甚至句子。
病人听到的每封信都需要大约一分钟的时间来回应,这使得进展缓慢,但尽管如此,很长一段时间以来,该设备第一次允许这个人表达自己的意思。
该技术的准确性仍不完善。患者大约 80% 的时间只能发出“是”或“否”的信号,准确率约为 80%。有时他只能生成单词,而不能生成句子。
“这些明显的糟糕表现主要是由于这些系统的完全听觉性质,本质上比基于视觉反馈的系统慢,”作者写在他们的研究中。
ALS 患者成功说出的第一句话是对他的病例的首席神经生物学家尼尔斯·比尔鲍默 (Niels Birbaumer) 说的“谢谢”。
然后,就传来了一系列要求他照顾的请求,比如“妈妈头部按摩”和“我想大声听Tool(乐队)的专辑”。
然后,在手术后 247 天,患者对该设备做出了评价:“孩子们,它工作起来非常轻松”。
第 251 天,他给他的孩子发了一条信息:“我爱我很酷的儿子”。然后他让孩子和他一起看一部迪士尼电影。
第462天,患者表示“最大的愿望是一张新床”,第二天就可以和亲人一起去烧烤。
“如果有人形成这样的句子,我会说它是积极的。即使它不是积极的,它也不是消极的,”该研究的第一作者 Ujwal Chaudhary 说告诉 卫报。
“有一次,当我在那里时,他对帮助照顾他的妹妹说,‘姐姐,谢谢你所做的一切’。那是一个激动人心的时刻。”
假昏迷中的人的沟通能力显然伴随着一系列道德考虑。
毕竟,谁会容忍最初的插入呢?一旦一个人再次学会了沟通,他们就能为自己和他们所照顾的未来说话吗?在我们能够充分解释患者告诉我们的内容之前,这些系统需要有多准确?
我们还没有针对此类技术的规则或纲要,但如果该设备被证明对其他患者有用,我们将需要开始面对这些困境。
让晚期 ALS 患者重新表达自己的声音可能是一项巨大的医学突破,也可以为个人及其家人带来极大的安慰。我们如何回应这些声音取决于我们自己。
该研究发表于自然通讯。