荷兰完成全球首例大脑植入手术,心灵感应有望成为现实

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荷兰完成全球首例大脑植入手术,心灵感应有望成为现实

英国著名物理学家和宇宙学家霍金是爱因斯坦之后最伟大的科学家之一,不幸的是他21岁就患上了一种极为罕见的疾病——肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS,渐冻人,前几年流行的冰桶挑战就是为了唤醒大众对该病的认识)。得了这种病的患者最终不能活动也不能说话,霍金只能靠脸部有限的肌肉运动通过通信设备与外界交互。不过荷兰神经学家一项最新成果有望让霍金实现终极的无障碍沟通:心灵感应。据CNN报道,他们刚刚完成了全球首例用于临床的大脑植入手术,可实现对ALS患者思想的解读,从而完成与外界的沟通。

这例手术由荷兰乌特勒支大学医学院的神经科学家Nick Ramsay领导完成。手术给患者植入了全球首个完全植入式系统。在计算机界面配合下,无需专家协助,患者在家中就可以使用该系统,从而完成字句的拼写,实现与外界的沟通。

手术对象Hanneke de Bruijne 2008年被诊断出了肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),很快她的神经元就失去了对肌肉的控制。并且Bruijne的病情发展得很快,2年之后她就智能借助呼吸机才能呼吸,不久就丧失了活动与说话能力。

跟霍金类似,Bruijne此后只能靠一套眼球跟踪系统来进行有限的沟通,通过眼球运动对电脑屏幕上出现的字母和单词做出响应来组成句子。但是这套系统也只是权益之举。因为据《新科学家》报道,大约有1/3的ALS患者最终连眼球也无法转动。

那么自然地,对于ALS患者来说,终极的沟通设备必须不依赖于任何类型的肢体运动,Ramsay的目标于是指向了这个:植入到人脑当中的读心机器。

脑植入设备当然不是第一次见,但考虑到这项技术太新,过去都是实验室环境下进行的。Ramsay的目标是开发出来的东西病人在家也能操作,而且不需要医疗专家不间断的监视,这样才具备实用意义。

荷兰完成全球首例大脑植入手术,心灵感应有望成为现实

脑机接口系统原理图:闭锁综合征患者看到平板电脑的字母后想象用右手点击某个字母的动作,植入点击捕捉到神经信号后传输给植入的信号传输机,传输机通过无线发送给平板电脑,程序解码后执行点击动作。

最终,Ramsay和他的团队把这样一个设备利用手术植入到了患者大脑中,把两个电极安放在大脑的皮质区,也就是控制运动的地方。安放的位置是关键,其中一个必须放在大脑控制右手运动的部分,另一个安放在大脑负责倒数的位置。然后医生再把这两个电极连接到起搏器大小的传输机上,该传输机植入到患者胸部,可通过无线方式跟患者面前的计算机通信。

计算机屏幕会向de Bruijne展示一排排的字母,当de Bruijne注视电脑屏幕时,一旦焦点落在她想要的字母上面时,她必须想象自己移动右手去点击那个字母。当然实际上她是不可能活动自己的右手的,但是她的大脑仍然可以产生相同的控制运动信号,而电极就会把这一信号传递给传输机,后者再发送给计算机接收。

在经过了6个月的训练只有,现在de Bruijne已经可以自如的运用这套系统,准确率达到了95%。当然,输入仍然十分困难,现在de Bruijne拼完一个单词还需要几分钟。但研究人员表示,经过训练后,de Bruijne的“输入”速度已经变快了——从一开始的50秒选中一个字母提高到了20秒。

荷兰完成全球首例大脑植入手术,心灵感应有望成为现实

不过也有声音质疑手术植入这类设备对患者的影响。但de Bruijne表示这套系统让她感觉跟外界沟通更有信心了,尤其是有时候眼球跟踪设备在自然光环境下会失灵。有了这套设备之后,现在她就可以在户外与外界进行沟通了。

当然,这套系统目前只是在一个病人身上进行了测试,尽管把它从临床搬到了de Bruijne家中是一大进步,但是下一个病人能否取得同样成功仍有待观察。

但Ramsay下一步的目标是给de Bruijne植入更多的电极, Ramsay希望最后能植入30到60个电极,最终解码出手语或者内部言语这样的东西,从而加快de Bruijne的沟通速度——以及最终能听到聋人的心语。

 

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