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脑成像技术,让闭锁综合症患者用“意念”交流

作者:张驰
2017/02/07 19:22

脑成像技术,让闭锁综合症患者用“意念”交流

在我们可以自由说话的时候,有一部分人却无法正常表达自己。

中风和Lou Gehrig(正式名为ALS,肌萎缩侧索硬化症,因传奇棒球运动员Lou Gehrig死于此病而命名)等疾病会导致闭锁综合症。这时的患者虽然意识清醒,但由于全身随意肌(除眼睛外)全部瘫痪,导致患者不能活动、不能自主说话。

不过雷锋网发现,最近的一项研究显示,脑成像让四个闭锁综合症(拥有意识但无法与人交流)患者,可以回答“是/否”这样的问题。虽然这只是基本的交流,但已经是一个很好的开始。其中一个病人被家人问及,是否愿意女儿与她的男朋友结婚,十次中有九次他都回答“否”……

研究人员发现,多数时候测量大脑特定区块的含氧水平,就能辨别患者认为是或否的表述。

据雷锋网(公众号:雷锋网)了解,ALS是一种渐进性的神经退行性疾病,会破坏负责运动的神经系统。在某些情况下,这些患者可以通过眨眼或移动眼睛进行交流。但在最极端的状态下,他们无法控制任何运动,而唯一可能的沟通方式,或许就是通过大脑活动来进行了。

在研究中,研究人员与四位闭锁综合症患者合作,在让他们回答“是/否”问题的同时,使用成像技术和脑电图技术进行测量。当然,患者在测试前还要接受将注意力集中在答案上的训练。

在某些情况下,研究人员知道问题的答案,比如“你出生在柏林”或“你丈夫的名字是***吗”这样的问题。还有一些是开放式问题,比如是否有背部疼痛。结果表明,患者能正确回答70%以上问题。

论文作者之一的Niels Birbaumer称,这种方法之所以能起作用,是因为回答是与否时,大脑额叶的血流水平是不一样的。不过每个病人都有不同的回答模式。

研究人员还发现,患者认为自己过得很快乐。虽然闭锁综合症听起来很可怕,但很多患者对生活都还很满意。他们可以听音乐,看电视,也能看见和听见亲人。有些患者的家属还会带他们到公园散步,甚至一直吃饭和看电影。

使用论文中的沟通设备,研究人员发现,许多患者表示,无法正常沟通是最大的问题。所以,解决这个问题无疑会大大提高生活质量。

研究团队还想知道,为什么患者有时候会回答错误。推测来说,可能是因为他们经常会睡着或有注意缺陷,而且一部分人是部分盲的,所以注意时间很短。所以,未来的研究中,如果大脑活动表明患者没有集中注意,他们会停止提问。接下来,研究人员还想开发一个系统,允许患者用大脑选择字母和单词,通过这种方式甚至能进行自我表达。

研究的进展得益于脑机接口技术的进步,用到了如功能性磁共振成像技术来了解大脑,而且整个系统是非侵入性的。而目前来说,这类技术最著名的应用当属物理学家霍金了。

雷锋网曾在一篇文章中,介绍了英特尔让几乎全身无法活动的霍金重新发声的故事。他本人就使用过面部表情识别、眼球追踪和脑机交互等技术。

霍金测试过能读取脑电波进而可能用来控制电脑的脑电波帽。不过,脑电波帽无法获得足够强的脑电波信号。即便是新研究中结合了成像技术和脑电图技术,也只能做基本的交流。可见,要用思维直接沟通,还是任重而道远的一件事。

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