
由于肌萎缩性侧索硬化症(ALS)根据一项新研究,能够使用脑部计算机界面进行口头交流。
这项技术使患者(一个37岁的ALS男子)可以通过形成单词和短语进行交流,尽管没有任何自愿肌肉控制。该系统涉及将带有微电极的设备植入患者的脑,并使用自定义的计算机软件来帮助翻译他的大脑信号。
ALS(也称为运动神经元疾病或Lou Gehrig病)是一种罕见的神经退行性疾病,影响了负责控制自愿运动的神经元。根据国家神经系统疾病与中风研究所(NINDS),这种疾病会导致这些神经细胞的退化和最终死亡,影响一个人的行走,说话,咀嚼和吞咽的能力。
随着疾病的恶化,它会导致受影响的个体最终在没有呼吸机或其他设备帮助的情况下失去呼吸的能力,几乎瘫痪了所有肌肉。当人们出现所有肌肉的麻痹时,除了控制肌肉眼睛动作这被称为“锁定状态”。为了进行交流,处于锁定状态的人需要使用辅助和增强性通信设备。
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这些设备中的许多设备都由眼动或仍然有效的任何面部肌肉控制。 (例如,斯蒂芬·霍金(Stephan Hawking)使用了一种使他通过移动脸颊肌肉进行交流的设备。有线。
根据这项研究,新研究的患者(称为患者K1)失去了在2015年底之前(3月22日)发表在2015年底的能力。自然通讯。第二年,他开始使用基于目光的通信设备,但最终无法很好地固定他的目光以使用它,并且仅限于“是”或“否”通信。他预计他很可能会在不久的将来失去所有剩余的眼睛控制,并进入一个完全锁定的状态,他要求家人帮助他找到一种与他们交流的另一种方式。
患者K1的家人与该研究的两位作者,医学心理学和行为神经生物学研究所的Niels Birbaumer博士在德国Tübingen大学的神经生物学研究所以及非营利组织ALS ALS ALS ALS的Ujwal Chaudhary博士在德国的Mössingen的Ujwal Chaudhary博士,他们在莫斯辛根(Mössingen)的声音中促进了与非智能互动的互动,该机构促进了脑电图的互动。 有。当他最终失去了移动眼睛的能力时,他们的团队将微电极设备植入了他的大脑,这是脑部计算机界面的一部分。
该系统通过使用“听觉神经反馈”来起作用,这意味着患者必须将脑波的频率“匹配”到某个音调,单词或短语。匹配并保持一定水平的频率(对于500毫秒)使他能够实现系统的正反应或负面响应。
由于历史上不可能与完全锁定状态的患者进行沟通,因此该团队不知道该系统是否适用于患者K1。实际上,“没有人相信在完全锁定状态下进行沟通,”伯鲍默告诉《现场科学》。
然而,手术大约3个月后,患者K1能够成功使用神经反馈来控制脑部计算机界面。大约半个月后,他开始选择字母并拼出单词和短语,最终甚至感谢作者并拼写:“男孩,它毫不费力地工作。”
据该团队的另一位成员以及该研究的合着者,瑞士日内瓦的Wyss生物和神经工程中心的Jonas Zimmermann博士说,这表明了患者K1“即使他实际上无法移动,他也能够使用大脑的运动区域进行交流。”最重要的是,乔杜里(Chaudhary)表示,该系统允许患者K1“给他应如何照顾的具体说明”,以恢复他的声音,围绕他的需求,欲望和幸福感。
尽管患者K1能够使用基于神经反馈的脑部计算机界面与家人进行通信,但该系统并不完美。它仍然需要持续的监督,否则可能会遇到技术错误。
齐默尔曼(Zimmermann)在没有研究团队的监督的情况下说:“该系统可能会陷入循环(拒绝所有选项,或者总是选择第一个字母,或者只是选择随机字母)。”该团队目前正在处理处理此问题的替代方法,例如使系统能够检测这些故障并在发生时自动关闭。
作者还指出,在这种情况下,患者在失去完整的肌肉功能之前接受了神经反馈系统的培训,因此,如果研究人员已经在完全锁定的状态时,研究人员已经开始培训,则目前尚不清楚脑部计算机界面系统如何工作。
齐默尔曼(Zimmermann)在Wyss中心说,研究人员还在研究一个新的,完全可植入的系统,该系统不需要外部计算机来工作,称为能力。他说,该系统目前正在进行临床前验证,它将有助于提高可用性,并使该系统的设置和使用更加容易。
研究人员希望这项技术可以有一天可以为处于锁定状态的患者提供更好的体验,并允许这些患者在涉及护理的决定中有发言权。齐默尔曼说:“但是,在广泛使用该技术之前,需要进行更多的技术。”
最初发表在现场科学上。