控制计算机只使用你的想法的技术已经 存在了几十年。 然而，我们在将其用于最初目的方面取得了有限的进展：帮助有严重残疾的人士进行交流。 到现在为止，就是这样。 一项新的研究表明，另一种脑机接口技术可以帮助患有“锁定综合征”的人向外界说话。 它甚至允许患者报告说他们很高兴，尽管条件。
退化状态的最后阶段称为 肌萎缩性侧索硬化 （ALS）或运动神经元疾病，使患者处于完全锁定状态。 尽管他们的大脑没有受到任何影响，但最终他们不能移动身体的任何部位，甚至不能移动他们的眼睛。 但科学家们一直在努力使用脑机接口技术来测量大脑的电活动，以帮助他们进行交流。
其中一个原因是，这些传统的脑机接口系统依赖于由眼肌运动产生的电信号的程度还不清楚。 一名ALS患者在仍然可以移动眼睛时使用了脑机接口 失去了沟通的能力 通过完全锁定后的技术。 这表明计算机记录的大部分电活动与她思考某些事情时发生的不自主的眼动有关，而与自己的想法有关。
氧气监测
为了克服这个问题，一个国际研究小组采用了一种不同的方法来检测神经活动，这个方法测量的是大脑中氧气含量的变化，而不是电信号。 该研究发表在 PLOS生物学，涉及一种被称为的技术 多功能近红外光谱仪，它使用光来测量血氧水平的变化。 因为在任何特定时间最活跃的大脑区域会消耗更多的氧气，这意味着您可以通过氧气波动来检测大脑活动的模式。
这种技术不像用于测量电活动的脑电图（EEG）系统那样对肌肉运动敏感。 这意味着这种新方法可以用来帮助ALS患者在失去整个移动能力之前和之后进行交流，因为它更有可能只记录与思想相关的大脑活动。
该研究涉及四名ALS患者，其中三名自从2014（自2015早期以来的最后一名）以来一直无法与其照顾者进行可靠沟通。 通过使用新的脑机接口技术，他们能够在几个月内与护理人员和家人进行可靠的沟通。 这是锁住病人的第一次。
志愿者被问及具有已知“是”或“否”答案的个人和一般知识问题。 脑机接口正确地捕捉到了他们的反应70％的时间，研究人员认为这足以证明他们不是偶然记录正确的答案。 使用脑电图的类似实验没有超过这个机会阈值。
病人也能够表达自己对病情的感受，当他们被问及在几个星期内是否快乐时，他们四人都一再回答“是”。 甚至有一个病人被问到是否会同意女儿嫁给男友。 不幸的是，这对夫妇，他说不。 研究结束后，志愿者继续在家使用这个系统。
开创性的研究
从我自己的研究中知道，与完全锁定的患者一起工作需要很多努力。 尤其是，如果用户明白我们希望他们给出我们可以尝试检测的答案，您就无法确定。 如果以前用于记录健全用户的大脑活动的系统不适用于锁定患者，那么通常假定该人而不是机器出现故障，这可能不是案子。 更重要的是，研究人员（来自病人的家属和自己）面临更大的压力，以实现寻找与志愿者交流的方式的梦想。
这些挑战突出了新研究的重大成就。 这是一项开创性的研究成果，可以为开发更好的脑机接口技术提供新的途径。 尽管到目前为止，这个系统只允许锁定的患者给出是或不是的答案，但这已经代表了生活质量的重大改进。
有史以来第一个脑机接口系统被设计成使残疾人（尽管不是锁定的）用户拼写单词，并且如此传达他们想要的任何消息，毫无疑问，通过 缓慢而漫长的过程。 因此，可以肯定的是，新技术只是实现更复杂的系统的第一步，而这种系统将允许免费的双向通信，而不是基于简单的问题。
也许更重要的是，这项技术已经恢复了四年来静音多年的通讯能力。 想象一下，当这些病人和他们的家人终于能够再次“说话”时，他们一定感受到了这种感觉。 尽管脑机接口研究面临挑战，但这样的结果使我们继续前进。
关于作者
博士后研究员Ana Matran-Fernandez， 埃塞克斯大学
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