在疾病的終末期 , 一些ALS患者變成了世上最孤單的人 。
這種神經病變全稱叫做“肌萎縮側索硬化癥” , 它會慢慢剝奪人控制肌肉的能力 , 最終可使患者進入“完全閉鎖狀態”——在這種狀態下 , 患者依然擁有感官和意識 , 但卻再也無法自主控制任何一塊肌肉 , 甚至連運動眼球和眨眼都做不到 。
完全閉鎖患者依然可以靠呼吸機延續生命 , 但他們已經失去了一切與外界交流的途徑 。 無論說話、寫字還是利用眼球運動輸入文字 , 交流方法總是建立在控制肌肉運動的基礎上——而對完全閉鎖患者而言 , 這一切都是不可能完成的任務 。 他們靜靜地躺在原地 , 能傾聽、能感受也能思考 , 但卻再也無法表達自己的感受 。
而就在最近 , 情況出現了一點轉機:在植入電極與計算機系統的幫助下 , 一位完全閉鎖狀態的德國患者成功用“意念”拼出句子表達想法 , 與外界重新建立了聯系 。 這一研究結果近日發表在了《自然-通訊》上[1] 。
完全閉鎖患者依然可以靠呼吸機延續生命 , 但他們已經失去了一切與外界交流的途徑 。 無論說話、寫字還是利用眼球運動輸入文字 , 交流方法總是建立在控制肌肉運動的基礎上——而對完全閉鎖患者而言 , 這一切都是不可能完成的任務 。 他們靜靜地躺在原地 , 能傾聽、能感受也能思考 , 但卻再也無法表達自己的感受 。
而就在最近 , 情況出現了一點轉機:在植入電極與計算機系統的幫助下 , 一位完全閉鎖狀態的德國患者成功用“意念”拼出句子表達想法 , 與外界重新建立了聯系 。 這一研究結果近日發表在了《自然-通訊》上[1] 。

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一位完全閉鎖患者與外界重新建立了聯系|WyssCenter
意念“調音” , 拼寫字母
【全身每一塊肌肉都失去控制,他用大腦寫下了對生活的渴望】現在 , 研究者們所能實現的“意念輸入”遠不像科幻作品那樣輕松快捷 。 在這里 , 患者拼寫文字依靠的是“試圖”運動眼球——這種嘗試雖然無法控制肌肉 , 但它依然會在大腦運動皮層中產生可識別的神經信號 。 這些信號被植入顱內的電極探測 , 并傳到計算機上進行解析 。 通過控制神經活動狀態 , 患者可以在“是”或“不是”之間做出選擇 。
有了這種基本的選擇方法 , 就可以開始進行拼寫 。 拼寫系統會用合成語音讀出不同字母組合的代號 , 或是其中的單個字母 , 然后患者控制神經信號來反饋自己想選的字母是否位列其中 。 這樣一個個傾聽并選擇字母 , 最終就能組成詞語和句子 , 幫助患者說出自己內心所想的話 。

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研究者在患者的運動皮層植入的兩個3.2毫米見方的微電極陣列|WyssCenter
這聽起來已經相當費力 , 而實踐起來過程還更加艱辛:在植入電極的頭三個里 , 患者的神經信號一直缺乏足夠清晰的區分特征 , 無法達到回答選擇題的標準 。 此后 , 聽覺反饋為情況帶來了轉機:研究者將神經活動轉化成音頻實時反饋給患者 , 并讓他嘗試調整音調 , 來匹配目標聲音 。 通過這些“調音”練習 , 患者最終成功掌握了調整神經活動回答問題的技巧 。 當他控制自己的神經活動 , 讓反饋音調變得足夠高并保持至少500毫秒時 , 他就可以選擇“是”;反過來 , 如果反饋音調保持在較低的頻率 , 則代表著“否” 。
接下來 , 在一次次“是”與“否”的選擇中 , 患者逐漸拼出字母 , 組成單詞 , 最終寫出了可以理解的完整句子 。
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