脑机接口助重度瘫痪患者实现长期独立语音沟通

中新网北京6月16日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-医学》最新发表一篇神经科学论文称，研究人员开发出一种皮质内脑机接口(BCI)，使一名重度瘫痪患者能够长期独立地进行语音沟通并操作计算机。

这项研究成果解决了长期以来限制高性能脑机接口仅能在高度受控环境中使用的难题，并表明其可作为实用的辅助工具应用于日常生活。

本项研究成果相关示意图(图片来自论文)。施普林格·自然 供图

该论文介绍，失语及无法控制各类装置是肌萎缩侧索硬化症(ALS)等疾病的常见后果，这往往会降低患者的独立生活能力并影响生活质量。现有的辅助技术虽能提供帮助，但通常速度缓慢、不够可靠，或者需要受过专业培训的人员提供大量支持。尽管先前研究在受控环境中展示了语音或光标控制的高准确率，但鲜有系统能支持患者在家中独立使用，且此前尚无系统能支持语音控制或同时支持语音与计算机控制。

在本项研究中，论文共同通讯作者、美国加州大学戴维斯分校Nicholas S. Card、Sergey D. Stavisky、David M. Brandman和同事及合作者一起，实现一名因肌萎缩侧索硬化症导致严重瘫痪和语言障碍的男性，在近两年时间里几乎每天在家中使用多模态脑机接口。他们通过植入大脑言语运动皮层的电极阵列采集神经信号，并实时将其解码为文本及光标控制指令。该参与者累计使用该系统超过3800小时，共发出183060个句子(近200万词)，平均每分钟56词，其中92%的句子被评定为“基本正确”或更佳。

在结构化测试中，该脑机接口系统从超过12.5万词的词汇库中识别单词的准确率超过99%，其持续稳定的性能得益于校准速度更快的解码器、适应性的软件功能(包括后台校准和基于注视的控制)，以及简化的启动流程，这使得护理人员能够独立操作该系统。

论文作者总结认为，这项研究结果表明，皮质内脑机接口可在长时间内提供稳定、高性能的沟通，且无需研究人员的协助。他们也提醒说，本项研究仅涉及一名参与者，且护理人员仍需接受系统使用培训。因此，未来需要进一步开展研究工作，以评估更广泛的适用性、提高便携性，并在自然对话中实现稳定的高准确率。(完)