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完全瘫痪的人通过植入脑科学的计算机接口成功地进行交流

放大字体  缩小字体 2022-03-31 15:51  浏览次数:

德国的研究人员已经成功地让一个完全瘫痪、不能说话的人通过植入大脑的电脑进行交流。Wyss生物和神经工程中心的团队与德国Tübingen大学合作,实现了医学和技术合作的壮举。

这项已经进行了两年多的研究表明,与因渐冻人症而完全封闭的人交流是可能的。这项研究的参与者患有晚期肌萎缩性侧索硬化症(ALS),这是一种进行性神经退行性疾病,患者失去行动和说话的能力。

该实验发表在《自然通讯》杂志上,实验表明,病人根据听觉反馈调节神经放电率,他使用这种策略,每次选择一个字母,组成单词和短语,以交流他的需求和经验。

“这个案例研究提供了证据,表明即使在完全锁定的状态下,基于大脑的意志交流也是可能的,”论文说。

打开大脑

这项研究的参与者是一名30多岁的男性,他被诊断出患有快速发展的肌萎缩性侧索硬化症。研究人员表示,随着运动神经元退化的进展,ALS患者可能会失去所有以肌肉为基础的交流途径,最终,他们可能会失去任何交流手段。

将两个3.2 mm见方的微电极阵列插入大脑运动皮层的表面 nsible运动。每个阵列都有64个记录神经信号的针状电极。(照片:Wyss中心)

研究小组在患者的辅助和初级运动皮层植入了64个微电极阵列,这些微电极阵列接收了参与者在尝试不同运动时学会产生的大脑信号。该模型将这些信号映射为“是”或“不是”。为了揭示参与者想要交流的内容,一个拼写程序会大声读出字母表中的字母。

使用听觉神经反馈,参与者能够选择“是”或“不是”来确认或拒绝字母,最终形成完整的单词和句子。日内瓦Wyss中心的高级神经学家Jonas Zimmermann博士说:“以前已经在瘫痪患者身上证明了BCIs的成功沟通。但是,据我们所知,我们的研究是第一个实现交流的人没有剩余的自愿运动,因此BCI现在是唯一的交流手段。”

接下来会发生什么?

从全球来看,ALS患者的数量正在增加,预计到2040年将有超过30万人患有这种疾病,其中许多人将达到无法说话的状态。研究表明,在家庭或照顾者的参与下,该系统原则上可以在家里使用。

该团队目前正在努力改进该系统,这可能是CLIS ALS人群的关键,并有一天可以帮助其他有沟通和移动能力受损的人。研究人员在一份新闻稿中表示,他们正在研究ABILITY,这是一种无线可植入BCI设备,可以灵活地连接到微电极阵列或ECoG电极网格。这将允许检测和处理来自大脑特定区域或更大区域的信号。

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