選自：Science Alert

編譯：機(jī)器之心 

參與：吳攀、李澤南

本文經(jīng)機(jī)器之心（微信公眾號(hào)：almosthuman2014) 編譯，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)對(duì)方授權(quán)。

荷蘭一名漸凍癥女病人成為了第一個(gè)裝配新型大腦植入體的人，這種植入傳感器能讓不能說(shuō)話也不能移動(dòng)的病人完全使用自己的思想與外界交流！點(diǎn)擊閱讀原文查看論文鏈接。

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(yǔ)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(lái)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。」

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(méi)有呼吸機(jī)就不能呼吸的病人，她再也不能移動(dòng)或說(shuō)話了。

在 Ramsey 遇到 de Bruijne 之前，她通過(guò)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(lái)組成句子。

但即使這種方法也可能無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間使用。正如 New Scientist 曾經(jīng)報(bào)道過(guò)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(guò)去一二十年來(lái)，我們已經(jīng)見(jiàn)過(guò)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(lái)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)突破而成為臨床應(yīng)用，」他告訴 CNN，「還沒(méi)有人能讓它在家里面工作?！?/span>

該設(shè)備是通過(guò)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(guò)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(kāi)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(wú)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(wú)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(guò)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(lái)越快。」Hamzelou 在報(bào)告中說(shuō)道。

「一開(kāi)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(lè)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?！?/span>

當(dāng)然，迄今為止，這個(gè)系統(tǒng)只在一名患者身上得到過(guò)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(méi)那么成功了，我們對(duì)此只能保持謹(jǐn)慎的樂(lè)觀。

Ramsey 的下一個(gè)目標(biāo)是通過(guò)增加電極來(lái)加快 de Bruijne 的交流速度。他希望在未來(lái)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(yǔ)和內(nèi)部語(yǔ)音。

「那時(shí)你就可以拼寫聾啞人的手語(yǔ)了?！顾嬖V 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(shuō)話能力的病人而言，沒(méi)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(guò)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。

參考文章：

http://www./this-world-first-brain-implant-is-letting-a-locked-in-woman-communicate
http://edition./2016/11/12/health/als-brain-implant-communication/
https://www./article/2112562-first-home-brain-implant-lets-locked-in-woman-communicate/