【科研突破】癱瘓人士透過新型腦部植入裝置成功只用思想與外界溝通

By cherry.liu on 14 Nov 2016

一名癱瘓女人成功利用其腦部的植入裝置與外界溝通。她的唯一溝通工具是她的思想。這是首次有腦機介面（brain-computer interface）在日常生活中使用，而且使用時沒有醫生和工程師在旁校準。

達成創舉的病人拒絕透露姓名，只以HB相稱。這個58歲的病人在2008年確診患上漸凍人症（Amyotrophic lateral sclerosis，ALS，學名為肌萎縮性脊髓側索硬化症）。患上漸凍人症的病人肌肉會逐漸萎縮，導致患者最後喪失控制身體能力。確診後數年，HB已經喪失了呼吸能力，並需依靠機器幫助呼吸。

Photo from shuttlestock

主領這企劃的荷蘭烏特勒支大學（University of Utrecht）神經學家Nick Ramsey表示，當他和HB初次見面時HB是幾乎不能活動，而她更需要一部眼球追蹤儀器去和人溝通。那儀器讓HB從屏幕上選擇字母去串出自己的訊息，但由於ALS患者會連眼部都無法控制，所以能這儀器也完全不100%可靠。為此，全球各地的團隊都紛紛開發能用腦部直接控制的儀器。

這些儀器一般都會讀取使用者的腦電波，然後翻譯成為電腦指令，在控制相關儀器。Ramsey團隊的儀器就用了腦部表面的電極。與外置性裝置如EEG cap頭盔相比，Ramsey的儀器則較具入侵性；入侵性程度則比不上用來治療帕金遜症的腦部刺激技術。

Photo from University of Utrecht

（圖為Nick Ramsey）

當電極記錄到腦部活動時，訊息就會被傳到一個可以植入皮膚之下的機器。這個機器然後就會透過無綫網絡把訊息傳到平板電腦，然後把訊息轉為一個「按鍵」指令。這個指令可以在同一平板上進行不同的活動，如玩遊戲、選取適當的字和人溝通。HB去年自願植入機器。團隊在她的腦部植入兩個電極 — 一個用來控制右手活動，另一個用來倒數的腦部區域。經過數次訓練之後，HB已經僅靠想就可以遊玩《打地鼠》（Whack-a-mole）、《乓》（Pong）等遊戲，而她更可以拼字。HB只要想著她在控制自己的手就可以觸動這個指令。她在訓練第一天就已經成功觸發指令，而在6個月後，她的準確率更高達95%。

HB起初需要數分鐘才能拼出一個完整的字，但HB經過訓練之後在20秒内就可以拼出一個生字。這速度比她的眼球追蹤儀器慢，但她能把這儀器帶出戶外使用。在自然陽光底下，眼球追蹤儀器在閱讀眼部活動顯得困難，為HB帶來不便。Ramsey團隊的儀器就不受光線限制，可以在戶外使用。不過，目前HB尚未能利用這儀器倒數。

Photo from Wall Street Journal

這儀器雖然讓HB帶來不少溝通上的方便，但仍然有其壞處。這儀器目前只局限於一些簡單的日常工作，而比較複雜的工作來說就恐怕變得非常困難。不過，由於這系統是利用了無綫網絡傳輸訊息，其他人是看不到的。很多接受腦部植入手術的病人都表示別人看不到是非常重要的。而且，這這是一個非常簡單，不需要任何先進電腦進行操作有的儀器。因此，這儀器非常適合家居使用。

無論如何，對於神經系統受損而癱瘓的認識來說，這是一個非常有用的解決方法。Ramsey團隊下一步是用把這個系統在其他病人上進行測試。由於團隊改進了平板電腦的軟件，他預期下一位病人能更快地學懂使用這個儀器。團隊又希望能把儀器改進到可以做到其他功能的程度。Ramsey表示：「用正確的軟件的話我們可以利用這個儀器去做到更多的工作，例如關閉電視。」至於HB就希望能用這個儀器駕駛輪椅。Ramsey結論指，HB已經擁有這個儀器大概一年，而這已經成為她生活的一部分。