大脑植入装置让因瘫失语患者开口

来源:参考消息网

参考消息网8月31日报道据法国《费加罗报》网站8月27日报道，让因疾病致瘫失语患者重新开口说话：这是美国两个科研团队一个有点疯狂的项目，它们分别来自斯坦福大学和加利福尼亚大学旧金山分校。也许是有点疯狂，但并非完全不能实现，正如英国《自然》周刊8月23日刊登的科研人员的成果所证明的那样。（将脑电极和算法结合在一起的）两套装置让两名女性患者重新说话了，此前她们已经很多年没说过话了。47岁的安在18岁时因脑干血管出问题陷入瘫痪，67岁的帕特则由于肌萎缩性侧索硬化症让其逐渐失去了对肌肉的控制。

应用广泛

对一些因为瘫痪丧失语言功能的患者来说，这是标志着进入一个新时代的创举，然而并非对所有此类患者都是如此。实际上，这两名参加项目的患者脑能力没有受到损伤，只是肌肉指令的传递出现了问题。法国格勒诺布尔神经科学研究所研究员布莱斯·伊韦尔强调说：“她们的大脑皮层没有受损伤，也就是皮质下结构没有受到影响。”然而在大部分脑血管伤害（AVC）病例中，大脑皮层都会受到影响，与语言关联的区域大多都受到损毁。伊韦尔称：“不应给人这样的印象，所有失去语言功能的AVC患者都能从这一技术中受益，因为这是行不通的。”

不过伊韦尔表示：“这是一个实实在在的进展，超越了原来加利福尼亚大学旧金山分校的研究成果。这已经近乎是一种可以广泛应用到实际生活中的治疗装置。”这种治疗的设想实际上早已有之，但这是第一次“脑机”互动如此准确和迅速，可以很快地将大脑活动转化成语言。目前，上述两个大学的科研团队从两名患者身上得到了语速为每分钟62至78个单词的一些句子，字词失误率平均为25%。2021年，加利福尼亚大学旧金山分校团队的成果只是每分钟18个单词。新的研究结果已越来越接近我们每分钟说160个单词的水平。

原理简单

这套装置能将脑部活动转化为可以理解的句子，它是如何运转的呢？没有什么魔法，表面上看思路非常简单。当我们讲话时，我们的大脑在暗中工作，在命令我们的舌头、声带、嘴唇甚至下颌做出动作，只不过我们没有意识到而已。如果瘫痪了，大脑仍然留有如何形成单词的记忆，尽管必须要配合说话的肌肉无法服从指令。换句话说，说话所需要的神经传导依然是存在的。要做的是记录下此时大脑传递的电子信号，然后将它们转化成单词。

为了实现这一点，研究人员将电极植入上述两名患者的大脑中，在与语言有关的区域。电极可以测定神经元的活动。伊韦尔说：“对两人实施的方法的不同之处在于，一套装置包含的400个微电极植入在狭小区域，另一套含有250个肉眼可见的电极植入在大脑一个比较大的区域。它们接收的信号是完全不同的类型。”这两套装置各有优缺点。

这些电极与一台计算机连接，计算机通过一种算法来“大量处理”传递给它的信息。初期，要先通过与患者的合作建立算法。伊韦尔解释说：“几天时间里，要给患者展示数千个语句，患者的脑部活动要像她们想说话一样。在此期间，计算机要将患者脑子里想说的脑部信号和所发生的情况建立联系。”一旦算法被“喂到”足够的信息，就可以算出一些患者想说的单词并呈现在显示屏上。根据同样的原理，加利福尼亚大学旧金山分校还将概念推进了一步，算法可以根据安的面部表情给出想表达的单词。

算法有效

根据旧金山分校研发的算法，1000个单词的识别成功率达到了95%。这种算法甚至可以给出并没有学过的单词。但是很显然，词汇量越多，出错的可能性就越大。因此，当斯坦福大学的团队将单词增加到1.25万个时，电脑的识别成功率就降到了76%。伊韦尔认为：“这并不是计算机的问题，而在于所用电极的性能。这些电极越能细腻和稳定地记载神经元的活动，就越能更为快速和精确地还原想说的话。”

另外一个可以提升的方面是：植入无线装置。伊韦尔称：“目前电极是由穿过颅骨和皮肤的一根线缆与计算机连接的，这可能带来感染以及美观的问题。”

埃隆·马斯克创建的“神经连接”公司已经在研发微电极装置，信息可以通过电磁波传送。但是不管怎样，它们的植入仍要通过很大的外科手术来实施，必须进行开颅大手术。伊韦尔表示：“一旦可以植入无线电极和一种更符合人体工程学的装置，我相信将会有更为广泛的用途。”

瘫痪病人（路透社）