漸凍人，即ALS，醫學上叫做肌萎縮側索硬化是成人運動神經元病中最常見的形式，其年發病率為 10 萬個人裡面有2-3個發病。以進行性上、下運動神經元損害為主。臨床上表現為上下肢無力，一般多為單一部位起病，可以為上、下肢或球部，并且通常由一個部位進展至另一個部位，但少數患者最初的發病時可表現為兩個部位同時受累，後期出現肌肉萎縮，球麻痹， 最終導緻呼吸衰竭，80-90%的患者将在發病5年内死亡。

當一個患有ALS的人不能說話時，他們可以用眼睛跟蹤相機在屏幕上選擇字母。在疾病發展的後期，他們可以用微妙的眼睛動作回答是或否的問題。但是，如果一個人選擇用呼吸器延長他們的壽命，他們有幾個月或幾年的時間隻能聽而無法做出交流。

在它的最後階段，神經疾病肌萎縮側索硬化症(ALS)可以帶來極端孤獨。人們失去了對肌肉的控制，溝通交流可能變得不可能。但研究人員本周報告稱，在一種植入設備的幫助下，這種“完全”封鎖狀态的人可以選擇字母造句。

烏得勒支大學醫學中心的腦機接口研究員Mariska Vansteensel說:“人們真的懷疑這是否可行。”埃塞克斯大學的神經工程師Reinhold Scherer說，如果新的拼寫系統被證明對所有完全封閉的人都是可靠的，并且能變得更高效、更實惠，它可能會讓成千上萬的人與他們的家人和護理團隊重新建立聯系的一種難得的方式。

最後的希望

2016年，Vansteensel的團隊報告說一名患有ALS的女性可以通過大腦植入物拼寫句子，該植入物可以檢測到她試圖移動手的想法。但這個人對眼睛和嘴部肌肉的控制仍然很小。目前還不清楚，一個完全失去對身體控制的大腦是否能夠持續地發出預期動作的信号，以實現有意義的交流。

這項新研究的參與者是一名現年36歲的ALS患者，2018年，他開始與Tübingen大學的一個研究團隊合作，那時他仍然可以動動眼睛。他告訴團隊，他想要一個在大腦中放置一個植入物，以保持與他的家人，包括他的年幼兒子的溝通。

西雅圖華盛頓大學(UniversityofWashington，西雅圖)的神經學家和神經倫理學家埃蘭·克萊因(EranKlein)說，同意這類研究會帶來倫理挑戰。這個人在最後一次眼動交流之後的一段時間内表示不會改變主意，也不會選擇退出。

德國非營利組織“漸凍人之聲”(ALS Voice)的生物醫學工程師和神經技術專家烏傑瓦爾·喬杜裡(Ujwal Chaudhary)說，當他們要求該男子嘗試移動他的手、腳、頭和眼睛時，神經信号的一緻性不足以回答是或否的問題。

經過近3個月的努力，該團隊嘗試了神經反饋，即一個人試圖修改自己的大腦信号，同時獲得是否成功的實時測量。當植入物附近的神經元放電加速時，可聽到的音調變高，而當它減慢時，音調變低。研究人員要求參與者使用任何策略改變音高。在第一天，他可以移動音調，到第12天，他可以将其與目标音高相匹配。喬杜裡回憶道：“這就耳朵裡的音樂。”研究人員通過尋找反應最靈敏的神經元來調節系統，并确定每個神經元随着參與者的努力而變化。

通過音調的高低，這個人就可以對一組字母或者單個字母表示“是”和“不是”。使用該系統大約3周後，他說出了一句明白易懂的句子:請求護理人員給他換個位置。在接下來的一年裡，他以大約每分鐘一個字的辛苦速度寫了幾十句話:“炖牛肉湯和甜豌豆湯。“我想大聲聽工具的專輯。”“我愛我酷酷的兒子。”等等。

他後續還向團隊解釋說，他試圖通過移動眼睛來調整語氣。但他并不總是成功。在報告的135天中，隻有在107天内，他才能以80%的準确率匹配一系列目标音調，而隻有在這107天中的44天，他才能産生一個可理解的句子。

Vansteensel說，“有時我們隻能猜測”前幾天發生了什麼。參與者可能已經睡着了，或者根本沒有心情。也許大腦信号太弱或變化太大，無法最優地設置計算機的解碼系統，這需要每天進行校準。威斯生物和神經工程中心的神經學家、論文合著者喬納斯·齊默爾曼指出，相關神經元可能在電極的作用範圍内外漂移。

盡管如此，這項研究表明，當一個人通過調整界面來适應他們的能力時，就有可能與他們保持溝通，俄勒岡州健康與科學大學研究大腦-計算機接口的MelanieFedd-Oken說。“太酷了”但她指出，在設計、測試和維護個性化系統方面，花費了數百個小時。“我們離讓它成為一個家庭都能購買的輔助技術還差得很遠。”

未來展望

克萊因說，這場實驗也引發了道德問題。他指出，對那些會說話的人來說，讨論臨終關懷的偏好已經夠困難的了。“你能用這種一天隻能說三句話的設備進行那種非常複雜的對話嗎?”你當然不想在這裡曲解一個詞，也不想在這裡誤解一個詞。“齊默爾曼說，研究團隊規定，參與者的醫療護理不應該依賴于界面。“如果拼寫輸出是‘拔掉我的呼吸機’，我們就不會這麼做。”但是，他補充說，這取決于病人的家屬如何按照他們認為合适的方式來解釋病人的願望。

喬杜裡的基金會正在尋求資金，為更多的ALS患者提供類似的植入。他估計，在頭兩年，該系統的費用将接近50萬美元。同時，Zimmermann和他的同事們正在開發一種信号處理裝置，它通過磁鐵連接到頭部，而不是通過皮膚錨定，因為這會帶來感染的風險。

到目前為止，從顱骨外讀取信号的設備還不允許拼寫。2017年，一個團隊說過能以70%的準确率進行分類，回答是或否。來自一個完全鎖定的參與者的大腦，使用一種叫做功能性近紅外光譜(Fnir)的非侵入性技術。這一新研究的兩位共同作者，喬杜裡和圖賓根大學的神經學家尼爾斯·伯鮑默(NielsBirbaumer)就是這個團隊的一員。但其他研究人員也對此表示關注。關于這項研究的統計分析。在2019年發現了兩項不當行為，并收回了兩份文件。喬杜裡說，這兩位作者提起訴訟，對不當行為的調查結果提出質疑。Scherer對fNIRS的研究持懷疑态度，他說植入性儀器的結果“肯定更可靠”。

Zimmermann說，Wyss中心的研究人員繼續與這項研究的參與者合作，但他的拼寫能力已經下降，現在他主要回答是或否的問題。他說，植入物周圍的疤痕組織是部分原因，因為它模糊了神經信号。認知因素也可能發揮作用:參與者的大腦可能在多年無法影響設備環境後，失去了控制設備的能力。但齊默爾曼表示，隻要他繼續使用，研究團隊就會對設備進行維護。“這是一個巨大的責任。我們非常清楚這一點。”

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