霍金罹患肌肉萎缩侧索硬化症(ALS)已有五十余年。1985 年丧失语言能力后,他用三只手指选词,转入语音合成器发音。到了 2005 年,他的手指也不能动弹,只能借助红外感应器侦测面部的肌肉抽动打字拼写。
尽管输入很慢,但输入技术的发展仍保证了他与外界的交流。而对于那些罹患闭锁综合征的人,也就是完全失去自主运动能力的患者来说,靠肌肉的抽动进行表达都是奢望。
好在,欧洲的科学家们已经用脑机接口技术,弄懂了四位闭锁综合征患者的一些想法。四位参与者年龄分布在 24 到 76 岁,他们均因为 ALS 完全无法自主运动,经过对系统使用长达一年的训练,通过侦测脑电波与脑部的血流情况,他们表达的“是”和“否”已能够为科学家所知。
这项技术由日内瓦的 Wyss 生物神经工程中心的神经科学家 Niels Birbaumer 设计,采取近红外光谱技术(NIRS)和脑电图(EEG),分析四位参与者对一般疑问句的回答,中国直播网,“是”和“否”所对应的结果有着显著的不同,对结果的详细说明发表在上周的 PLoS Biology 上。
大脑中激活“是”与“否”的反应。蓝色表示氧合血红蛋白浓度较低,红色表示浓度增加。来自:Wyss 中心
这项技术不需要进行脑手术,参与者只需要戴上镶满分光镜的帽子即可。
中国直播网,渐冻症晚期患者能够表达“是”与“否”" src="https://www.zhibotv.com.cn/uploads/allimg/c170206/14V391210633Z-2J17.jpg" data-ratio="0.819775" data-format="jpeg" class="" />
非侵入的设备降低了患者的参与成本,不会对他们造成伤害。来自:Wyss 中心
为了验证沟通的有效性,在大约 10 天的实验过程中,Birbaumer 团队询问参与者诸如“你是否在柏林出生”或“巴黎是德国的首都吗”等事实问题,当系统传递的答案一致性至少在 70% 时,研究者将转向询问更多的个人问题,其中最重要的是关于生活质量。
听到“我想要活下去”的表述,四位参与者中有三位给出了肯定的答复。三位参与者对“你快乐吗”这个问题也给出了相同的回答。这意味着,他们对生活质量比较满意,这可能与家庭护理的条件相关。第四位患者则由于亲人的担忧,没有被问到开放性的问题。
2010 年,英国神经学家 Adrian Owen 首次报道了一位被诊断为植物人的患者脑部血流量的变化,提出这位患者实际上仍然拥有意识。而 Birbaumer 的研究更进一步,发现一些闭锁综合征患者能够与外界沟通。
Birbaumer 和他的团队希望他们的系统可以用于诊断闭锁综合征的患者是否拥有意识。同时,他们也希望能够发展这项技术,让患者不仅能作出判断的选项,还得以选择字母进行拼写,重新开启表达之门。他们将从非侵入实验入手,但预计达到这一目的,仍然需要脑部的植入。
题图:电影《潜水钟与蝴蝶》剧照,电影原型 Jean-Dominique Bauby 用左眼的眨动,在助手的帮助下记录了一个闭锁综合征患者的日常生活。
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