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这种大脑植入让ALS患者可以“说话”

发布于:2024-06-21 编辑:匿名 来源:网络

还记得几年前在网络上掀起一波热潮的“冰桶挑战”吗?这次活动将冰水浇在头上,并将过程发布到网上,旨在引起人们对罕见病ALS(肌萎缩侧索硬化症)和患者的关注。

▲ 图片来自:Unsplash “ALS”是一种毁灭性的神经退行性疾病,病因不明,目前无法治愈。

患者会因上下运动神经元退化而出现全身肌肉萎缩,大多数患者会死于呼吸衰竭。

人们越了解这种疾病,就越发现它的“残酷”。

虽然发病的顺序和程度因人而异,但患者最终可能会失去启动和控制所有自主运动的能力,例如无法移动四肢。

说话和吞咽食物的能力也可能丧失。

▲图片来自:以色列时报 不过,患者的感觉和自主神经系统一般不受影响。

这意味着大多数ALS患者已经完全丧失了控制大脑自主运动的能力,但他们的听力和视力仍然正常。

他们能始终保持清晰的思维,保留病前的记忆、性格和智力,就像灵活的思维一样。

“禁锢”、“冻结”在体内。

▲ 图片来自:DailyO 大多数情况下,当患者无法再说话时,他可能会使用辅助和增强通讯设备与他人沟通。

比如霍金,21岁时患上ALS,失去语言能力后,用专门定制的电脑和软件“打字”和“说话”,创造了轮椅上著名的《时间简史》,还有“客座”。

电视剧中的出现”。

▲《生活大爆炸》第五季剧照,图片来自:豆瓣 霍金保持沟通的能力是依靠眼球运动、面部肌肉运动等结合电脑和软件来实现的。

欧洲科研团队在《Nature Communications》(《自然》杂志子刊:自然-通讯)发表的一篇文章显示,ALS患者依靠“大脑植入物”,利用听觉神经反馈来“恢复沟通能力” ”。

德国人患者2016年8月被诊断出患有ALS,病情进展很快。

到年底,他已经失去了说话和行走的能力。

▲ 图片来自:Wyss Center 最初,这位患者可以使用眼动追踪设备,通过眼球运动组合选定的单词和句子来表达交流。

但到了 2010 年 8 月,他失去了凝视的能力,并再次失去了沟通的能力。

这种大脑植入让ALS患者可以“说话”

神经外科医生 Jens Lehmberg 博士在患者大脑中负责控制运动的区域植入了两个微型电极阵列,每个电极阵列有 64 个针状电极。

外部连接器上固定有放大器,可将患者发出的消息数字化并将其发送到计算机。

▲图片来自:怀斯中心 起初,医生尝试让患者继续利用眼球运动,想象像以前一样移动手臂和其他身体部位,看看是否会产生清晰的大脑信号,但收效甚微。

两个多月后,研究人员改变策略,开始尝试听觉神经反馈。

在目标音调频率反馈实验中,患者学会了通过指令控制大脑神经的放电频率,并找到了一种将反馈音调的频率与目标音调相匹配的方法。

几天之内,他学会了控制音调的频率。

▲ 图片来自:Wyss Center 通过控制音调频率,男子可以表达“是”和“否”,甚至可以一次选择一个字母组成单词和短语来表达自己的需求。

随后,他的表情渐渐变得越来越精准。

它变得越来越长、越来越完整。

电极植入的第二天,患者三遍拼出短语来感谢研究团队;在表达了自己的需求——没有衬衫,只有袜子的第二天,他开始频繁地与妻子和孩子们互动,比如见面时问孩子们,“你想和我一起看亚马逊上的迪士尼《女巫》吗?” “你想和我一起看迪士尼的罗宾汉吗?” ▲图片来自:Wyss Center 该研究团队采用的策略实际上是一种脑机接口技术,将人脑信号转化为命令。

毫无疑问,他们的研究将使处于完全锁定状态(CLIS)的ALS患者也拥有表达和沟通的能力。

这对于患者及其家人来说自然是一件好事。

不过,研究人员也表示,这项技术对于患者及其家人来说过于复杂和昂贵,而且距离植入物首次进入患者大脑已经三年了。

从那时起,他的反应变得非常缓慢、不可靠,而且常常难以区分。

还要考虑植入物感染的可能性。

▲图片来自:维斯中心研究团队的齐默尔曼博士表示,在瑞士维斯中心,他们正在开发一种名为“ABILITY”的完全植入式无线设备,当患者想象说话时,可以直接从大脑使用。

语音解码可实现更自然的交流,计划在不久的将来进行临床试验。

尽管这些方法还有很多需要改进的地方,但它们给患有肌萎缩侧索硬化症的患者带来了希望:虽然他的身体被“冻结”,但他的思想不会被“困住”。

这种大脑植入让ALS患者可以“说话”

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