脑机接口成唯一沟通方式，渐冻症晚期父亲终向 4 岁儿子表达爱意

一位连自主呼吸都不能实现的父亲，在植入电极 251 天后，向 4 岁儿子表达了自己的爱意：

I love my cool son.

这时候的他，已经处于渐冻症晚期，肌肉控制能力完全丧失，呼吸和进食都需要外部设备来维持。

换言之，日常想到的眼动、面部肌肉追踪来交流，也是不可能的。

既然如此，完全与世界隔绝交流的他，又是如何做到自如表达想法的？

脑机接口：唯一沟通方式

听觉。

对于一个需靠呼吸机来延长生命的患者来说，这是为数不多能感受外界的方式。

因此，也成为研究人员 pick 的沟通方式。他们将两个 3.2 毫米宽的正方形电极阵列植入大脑中控制运动的皮层。

起初他们也尝试过，要求男子移动手、脚、头或者眼睛的方式，来回答"是"或者"否"的问题。但效果并不理想。

于是 3 个月后，他们盯上了听觉神经反馈这一思路。简单来说，志愿者根据听觉反馈来调节神经元放电频率。当放电频率变高时，外部可听的音调就会变高。

通过这种方式，患者一次选择一个字母组成单词和词语，以达到交流的目的。

（当音调变高，答案即为是；音调变低，答案即为否）

第 1 天（实验的第 86 天），志愿者开始尝试调节音调；到第 12 天的时候，已经能成功调节音调至目标音调。

第 20 天时，他就能通过这种方式选择字母和自由拼写了。

也正是从这时候开始，研究人员开始记录跟病人交流数据，一直到第 462 天。

结果就在第二天，患者就拼写词组，感谢了研究团队，过程中分成了三次拼写。

first mal moechte ich mich niels und seine birbaumer bedanken

首先我想感谢 Niels 和他的 Birbaumer。

不过之后许多交流都跟护理有关。

头部位置很高；每个人都应该把我的手直接放在我的肚子上；妈妈的头部按摩。

除此之外，他还参与互动娱乐、提出拼写反馈建议，与妻子儿子互动等等。

现在喝啤酒；我想大声听 Tool 的专辑；今晚来继续拼写。

我需要保存、编辑和删除短语这些功能；打开单词识别。

可以一起看迪士尼的电影吗；明天一起吃烧烤。

在数量上，患者每天拼写字符从不到 100 到 400 多个不等，速度基本在每分钟 1 个字符左右。

通信速率也明显低于其他植入电极阵列的研究。

研究人员表示，因为这一系统完全基于听觉反馈，本质上肯定会比基于视觉反馈的系统慢。

但从交流的内容表示，即便是拼写速度慢，患者也能将自己的需求和愿望传达给家人。

研究团队

研究团队来自德国 ALS Voice 组织、图宾根大学、Wys 中心，其成果登上了 Nature 通讯。

2018 年开始，这位渐冻症患者与医疗小组展开合作，当时他的眼睛还能动。

他告诉团队，希望植入一个侵入式芯片，以保持跟家人的沟通。

接下来，研究人员将继续研究这位志愿者，不过他的拼写能力已经下降。

据称，植入物周围的伤口组织是部分原因，它可能掩盖了神经信号。与此同时，参与者的大脑也可能正在失去控制设备的能力。

但他们承诺，只要患者继续使用这个设备，他们便会继续维护它。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28859-8#MOESM1

参考链接：

https://www.science.org/content/article/first-brain-implant-lets-man-complete-paralysis-spell-out-thoughts-i-love-my-cool-son

- 完 -