脑机接口可以解读病人的想法

文章作者:公共科学图书馆生物学

为了让完全闭锁综合征患者能够进行交流，一个跨国团队利用计算机接口进行了一项研究，该接口可以解读患者的思想。

患有完全瘫痪，但仍保持着意识、认知和眨眼等眼球运动的患者被归类为闭锁综合征。如果眼球运动也消失，这种情况被称为完全闭锁综合征。

近红外光谱

在瑞士日内瓦维斯生物与神经工程中心(Wyss Centre for Bio and Neuroengineering)，尼尔斯·伯鲍默(Niels Birbaumer)教授领导的这项试验中，患有完全闭锁综合征的患者能够通过思考答案来回答口头问题“是”或“不是”。一个非侵入性的脑-机接口通过测量大脑中血氧水平的变化来检测他们的反应。

图1:该研究中的脑-机接口使用近红外光谱结合脑电图(EEG)来测量大脑中的血氧和电活动。

此前，其他脑机接口已经让一些瘫痪患者能够进行通信，而近红外光谱技术是迄今为止唯一成功的恢复完全闭锁综合征患者通信的方法。

对有神经障碍的人有用

研究人员对四名ALS(肌萎缩性侧索硬化症，又称葛雷克氏症)患者进行了广泛的研究。ALS是一种进行性运动神经元疾病，导致负责运动的神经系统部分完全破坏。

研究人员问了一些有已知答案的私人问题和需要“是”或“不是”回答的开放式问题，包括:“你丈夫的名字是约阿希姆?”和“你幸福吗?”他们发现这些问题在70%的试验中得到了正确的回答。

“这个惊人的结果推翻了我自己的理论，即患有完全闭锁综合症的人没有沟通能力。我们发现，我们测试的四名患者都能够回答我们问他们的个人问题，仅凭他们的想法。如果我们能在更多的患者身上重复这项研究，我相信我们可以为运动神经元疾病患者在完全锁定状态下恢复有用的交流。”Birbaumer说。

“对于完全闭锁的患者来说，恢复交流是恢复活动能力挑战的关键第一步。Wyss中心计划在这项研究的基础上开发临床有用的技术，用于治疗由肌萎缩性侧索硬化症、中风或脊髓损伤导致的瘫痪。这项研究中使用的技术也有更广泛的应用，我们相信可以进一步开发，以治疗和监测各种神经疾病患者，”维斯中心主任约翰·多诺霍教授说。