這種新型植入物是一套腦機(jī)接口的一部分，這套接口能夠幫助這位病人拼寫詞語和句子。而且更重要的是，這套接口幾乎可以隨時(shí)隨地使用，讓她即使在戶外也能夠與朋友進(jìn)行交談，而不需要醫(yī)療專家在一旁隨時(shí)提供幫助。
Hanneke de Bruijne 演示該系統(tǒng)
「這是有史以來的第一例，」荷蘭烏特勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家和首席研究員 Nick Ramsay 告訴 CNN，「這是一種可以完全植入的系統(tǒng)，可以在家里工作，不需要任何專家的協(xié)助?！?/p>
這位女病人名叫 Hanneke de Bruijne，她在 2008 年被確診患有肌萎縮側(cè)索硬化（ALS），不久之后，她的神經(jīng)細(xì)胞就完全萎縮了。
在僅僅不到兩年的時(shí)間之內(nèi)，她就從一個(gè)健康人變成了一個(gè)沒有呼吸機(jī)就不能呼吸的病人，她再也不能移動(dòng)或說話了。
在 Ramsey 遇到 de Bruijne 之前，她通過一個(gè)可以追蹤她眼部移動(dòng)的系統(tǒng)與外界交流，該系統(tǒng)讓她可以選擇出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上的特定詞和字母來組成句子。
但即使這種方法也可能無法長(zhǎng)時(shí)間使用。正如 New Scientist 曾經(jīng)報(bào)道過的 Jessica Hamzelou 一樣，她是三位因患有 ALS 而失去了運(yùn)動(dòng)能力乃至眼動(dòng)能力的病人中的一個(gè)。
Ramsey 想搞清楚如何設(shè)計(jì)一個(gè)完全不用依賴任何形式的物理運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)（斯蒂芬·霍金所使用的那個(gè)有名的系統(tǒng)依賴于病人對(duì)他們的面部肌肉的控制）。
這意味需要打造一種新東西——思想讀取設(shè)備。
過去一二十年來，我們已經(jīng)見過了很多為癱瘓病人或失去肢體的病人裝備的不同類型的大腦植入設(shè)備，但這項(xiàng)技術(shù)仍然還是一項(xiàng)很新的技術(shù)，大部分的研究都是在實(shí)驗(yàn)里面進(jìn)展緩慢，很少有能走出實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)入人們的家庭的成果。Ramsey 及其團(tuán)隊(duì)想要打造一款能夠讓用戶在家里面使用的設(shè)備，而不需要醫(yī)療專家的持續(xù)監(jiān)管。
「不知怎的，它們從來沒有實(shí)現(xiàn)突破而成為臨床應(yīng)用，」他告訴 CNN，「還沒有人能讓它在家里面工作?！?/p>
該設(shè)備是通過外科手術(shù)植入大腦之中的，其帶有兩個(gè)安裝在大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)的電極，用戶可以通過它們控制運(yùn)動(dòng)。
這些電極的確切位置是非常關(guān)鍵的——一個(gè)必須安裝在大腦中負(fù)責(zé)右手運(yùn)動(dòng)的位置，另一個(gè)則會(huì)在你想要倒計(jì)數(shù)時(shí)開始工作。
這些電極連接著安裝在 de Bruijne 胸部的起搏器大小的發(fā)射器，發(fā)射器可以與她面前的計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行無線通信。
當(dāng) de Bruijne 注視屏幕時(shí)，她會(huì)看到虛擬鍵盤上有一個(gè)可移動(dòng)的光標(biāo)，當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)到她想選擇的字母上時(shí)，她必須想象右手點(diǎn)擊了那個(gè)字母。
腦機(jī)接口工作原理示意圖
當(dāng)然，de Bruijne 無法使用她的右手，但她的大腦仍然可以發(fā)出運(yùn)動(dòng)的指令，而電極會(huì)收集這些信號(hào)，傳遞到發(fā)射器，然后傳遞到計(jì)算機(jī)和屏幕上。
僅僅六個(gè)月的訓(xùn)練之后，de Bruijne 已經(jīng)可以正常使用這套系統(tǒng)了，打字正確率已到 95%。
系統(tǒng)設(shè)備示意圖
「使用該設(shè)備進(jìn)行交流是一個(gè)緩慢的過程——即使拼出一個(gè)單詞也要花上幾分鐘——但隨著訓(xùn)練的進(jìn)行，de Bruijne 拼寫的速度越來越快?！笻amzelou 在報(bào)告中說道。
「一開始，她需要花上五十多秒才能選中一個(gè)字母——現(xiàn)在她只需要花二十多秒時(shí)間了。」
雖然有一些對(duì)于在病人體內(nèi)植入機(jī)械的質(zhì)疑聲，但 de Bruijne 認(rèn)為新系統(tǒng)正讓她變得更加自信，更加樂于與人交流，特別是在自然光照強(qiáng)烈使眼部追蹤設(shè)備失靈的情形下。
「現(xiàn)在我已經(jīng)可以在眼部追蹤計(jì)算機(jī)不工作的時(shí)候出門與人交流了，」她告訴 Hamzelou，「我變得更加自信和獨(dú)立?！?/p>
當(dāng)然，迄今為止，這個(gè)系統(tǒng)只在一名患者身上得到過測(cè)試，盡管這是一項(xiàng)巨大的突破，科研團(tuán)隊(duì)也正在將設(shè)備轉(zhuǎn)移至 Bruijne 的家中，但它在下一個(gè)受邀患者身上可能就沒那么成功了，我們對(duì)此只能保持謹(jǐn)慎的樂觀。
Ramsey 的下一個(gè)目標(biāo)是通過增加電極來加快 de Bruijne 的交流速度。他希望在未來能夠?qū)⑦@一系統(tǒng)發(fā)展成具有 30 到 60 個(gè)電極，可以更快地解碼手語和內(nèi)部語音。
「那時(shí)你就可以拼寫聾啞人的手語了。」他告訴 CNN，「這是我們的目標(biāo)」。
這項(xiàng)研究已在《New England Journal of Medicine》中發(fā)表。
論文：在一個(gè)患有肌萎縮側(cè)索硬化（ALS）的閉鎖綜合征患者中的完全植入式腦機(jī)接口（Fully Implanted Brain–Computer Interface in a Locked-In Patient with ALS）
對(duì)于患有嚴(yán)重癱瘓而失去了說話能力的病人而言，沒有多少可以與外界進(jìn)行交流的選擇。我們描述了一種可被患有晚期肌萎縮側(cè)索硬化（ALS）的病人用于交流的方法，該方法涉及到一種完全植入式的腦機(jī)接口（brain–computer interface），其包含了安裝在大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)的膜下電極（subdural electrodes）和一個(gè)安裝在胸部左側(cè)皮下的發(fā)射器（transmitter）。通過嘗試移動(dòng)在植入的電極另一側(cè)的手，該病人在被植入了電極 28 周之后，已經(jīng)能夠準(zhǔn)確和獨(dú)立地控制一個(gè)計(jì)算機(jī)打字程序了，差不多一分鐘可以打出 2 個(gè)字母。這個(gè)腦機(jī)接口提供了一種自動(dòng)化的通信方法，可以補(bǔ)充甚至有時(shí)候可以取代該病人的眼部追蹤設(shè)備。
