大脑植入物让瘫痪的女人无线交流John Lund/Blend Images/Alamy一个瘫痪的女人学会了使用脑植入物单独通过思想进行交流。这是在一个人的日常生活中首次在家中使用大脑计算机界面 ,而无需医生和工程师重新校准设备 。
HB说:“成为第一个是特别的, ”他今年58岁,希望保持匿名。她在2008年被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症(ALS)。该疾病破坏了神经细胞,使人们无法控制自己的身体。在诊断的几年内 ,HB失去了呼吸的能力,需要呼吸机 。“她几乎完全被锁定了,”荷兰大学医学中心大脑中心的尼克·拉姆西(Nick Ramsey)说。
当拉姆齐遇见她时 ,那个女人依靠眼睛追踪设备进行交流。该设备允许她在屏幕上选择字母来拼写单词,但可能不会永远工作 - 三分之一的ALS失去了移动眼睛的能力 。但是,世界各地的团队一直在努力开发直接由大脑控制的设备 ,以帮助像HB这样的人。
这些设备通过阅读大脑活动并将其转化为可以控制计算机或机器人肢体的信号来起作用。但是到目前为止,很难使这些设备适合人们的日常生活 。他们倾向于每天都需要由工程师团队重新校准,许多工程师非常复杂 ,无法无线工作。
拉姆齐说:“它们实际上对任何人都没有用。”拉姆西说:“我们认为,让真正需要它的患者使其简单且负担得起 。”
他的团队的设备使用放置在头骨下方的大脑表面上的电极。这使其比脑电图等外部设备更具侵入性,但比传统的深脑刺激效果更少 ,后者用于治疗帕金森氏病。
当电极记录大脑活动时,通过电线将信号馈入小型设备,该设备可以像起搏器一样植入胸部的皮肤下 。然后,该设备无线将信号发送到外部计算机平板电脑 ,这可以将其转换为简单的“单击 ”。平板电脑上安装的其他软件可以允许单击用于各种内容,例如玩游戏或使用拼写器选择单词并进行交流。
HB自愿于去年植入该系统。她说:“我想为像我这样的人提供可能的改善 。”
该团队在她的大脑上植入了两个电极 - 一个在控制右手运动的区域,另一个是用于向后计数的区域。经过多次培训课程 ,其中涉及使用该设备玩游戏,例如A-Mole和 乒乓球,除了拼写单词外 ,该女性还通过想象移动手触发点击来控制设备。
拉姆西说,她能够从第一天开始发出信号,但是六个月后 ,她的准确度为95% 。他说:“系统确实有效。”“这让我们感到惊讶。 ”
使用该设备进行通信仍然是一个缓慢的过程 - 拼写一个单词可能需要几分钟的时间 - 但是HB的训练速度更快 。起初,她花了50秒钟才选择一封信 - 她现在可以在20秒内完成。
尽管这比使用她的眼睛跟踪器要慢,但她能够在户外使用植入物。例如 ,当HB处于自然光中,远离家乡时,眼睛跟踪器一直在努力捡起微妙的眼睛动作 。拉姆齐说:“这使她感到非常不确定。”
HB说:“现在,当我的眼球计算机无法正常工作时 ,我可以在户外进行交流。”“我现在在外面更自信和独立 。 ”
她尚未学会通过向后计数来使用该设备 - 放置在大脑的部分上的电极是备用,如果她的大脑的部分参与运动退化,就可以使用。
该设备具有优点和缺点。伊利诺伊州芝加哥大学的尼古拉斯·霍索普洛斯(Nicholas Hatsopoulos)说 ,将电极放在大脑表面是一个很好的妥协,这是伊利诺伊州芝加哥大学的敏感但侵入性的深电极和浅表脑电图(位于人头骨上的表面脑电图)。而且,由于该系统是无线驱动的 ,因此其他人是看不见的,这是许多大脑植入物的候选人所说的对他们来说很重要的 。
系统的简单性质使其非常适合家庭使用。Ramsey说:“这是一个非常简单的系统,不需要任何精美的计算机。”这样做的缺点是 ,该设备不可能用于更复杂的任务,例如控制机器人四肢,例如 ,英国纽卡斯尔大学的安德鲁·杰克逊(Andrew Jackson)说 。他说:“您可以获得的信息量有一个限制。”
话虽如此,对于那些瘫痪的人,无论是从ALS等运动神经元疾病还是由于严重中风的结果,这都是一种有用的方法。Hatsopoulos说:“对于这些患者来说 ,这可能是一件非常重要的事情 。 ”
拉姆齐和他的同事希望对其他人试用该系统。现在,他的团队改善了平板电脑的软件,拉姆齐(Ramsey)希望下一个志愿者能够更快地学习使用该设备。更复杂的软件可以更好地根据前几个字母预测和完成单词 ,这也可以加快速度 。
他的团队希望开发可以将点击转化为其他功能的软件。Ramsey说:“有了正确的软件,我们可以使用它来关闭电视。”“我们可以使用图标来控制家中的设备 。可以想象,您可以单击很多。”
HB说:“我的梦想是能够驾驶轮椅。 ”
拉姆西说:“她已经拥有一年的设备 ,并说它是她的一部分,她每周使用几次。”“她没想到这对她来说意义重大 。”
阅读与HB有关她使用植入物的经历的采访。
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