荷蘭完成全球首例實用大腦植入手術,心靈感應有望成為現實

這例手術由 荷蘭 烏特勒支大學醫學院的神經科學家Nick Ramsay領導完成。手術給患者植入了全球首個完全植入式系統。在計算機界面配合下,無需專家協助,患者在家中就可以使用該系統,從而完成字句的拼寫,實現與外界的溝通。
手術對象Hanneke de Bruijne 2008年被診斷出了肌肉萎縮性脊髓側索硬化癥(ALS),很快她的神經元就失去了對肌肉的控制。并且Bruijne的病情發展得很快,2年之后她就智能借助呼吸機才能呼吸,不久就喪失了活動與說話能力。
跟霍金類似,Bruijne此后只能靠一套眼球跟蹤系統來進行有限的溝通,通過眼球運動對電腦屏幕上出現的字母和單詞做出響應來組成句子。但是這套系統也只是權益之舉。因為據《 新科學家 》報道,大約有1/3的ALS患者最終連眼球也無法轉動。
那么自然地,對于ALS患者來說,終極的溝通設備必須不依賴于任何類型的肢體運動,Ramsay的目標于是指向了這個:植入到人腦當中的讀心機器。
腦植入設備當然不是第一次見,但考慮到這項技術太新,過去都是實驗室環境下進行的。Ramsay的目標是開發出來的東西病人在家也能操作,而且不需要醫療專家不間斷的監視,這樣才具備實用意義。
腦機接口系統原理圖:閉鎖綜合征患者看到平板電腦的字母后想象用右手點擊某個字母的動作,植入電極捕捉到神經信號后傳輸給植入的信號傳輸機,傳輸機通過無線發送給平板電腦,程序解碼后執行點擊動作。
最終,Ramsay和他的團隊把這樣一個設備利用手術植入到了患者大腦中,把兩個電極安放在大腦的皮質區,也就是控制運動的地方。安放的位置是關鍵,其中一個必須放在大腦控制右手運動的部分,另一個安放在大腦負責倒數的位置。然后醫生再把這兩個電極連接到起搏器大小的傳輸機上,該傳輸機植入到患者胸部,可通過無線方式跟患者面前的計算機通信。
計算機屏幕會向de Bruijne展示一排排的字母,當de Bruijne注視電腦屏幕時,一旦焦點落在她想要的字母上面時,她必須想象自己移動右手去點擊那個字母。當然實際上她是不可能活動自己的右手的,但是她的大腦仍然可以產生相同的控制運動信號,而電極就會把這一信號傳遞給傳輸機,后者再發送給計算機接收。
在經過了6個月的訓練只有,現在de Bruijne已經可以自如的運用這套系統,準確率達到了95%。當然,輸入仍然十分困難,現在de Bruijne拼完一個單詞還需要幾分鐘。但研究人員表示,經過訓練后,de Bruijne的“輸入”速度已經變快了——從一開始的50秒選中一個字母提高到了20秒。
不過也有聲音質疑手術植入這類設備對患者的影響。但de Bruijne表示這套系統讓她感覺跟外界溝通更有信心了,尤其是有時候眼球跟蹤設備在自然光環境下會失靈。有了這套設備之后,現在她就可以在戶外與外界進行溝通了。
當然,這套系統目前只是在一個病人身上進行了測試,盡管把它從臨床搬到了de Bruijne家中是一大進步,但是下一個病人能否取得同樣成功仍有待觀察。
但Ramsay下一步的目標是給de Bruijne植入更多的電極, Ramsay希望最后能植入30到60個電極,最終解碼出手語或者內部言語這樣的東西,從而加快de Bruijne的溝通速度——以及最終能聽到聾人的心語。
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