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|腦機(jī)接口，讓失語(yǔ)患者“說(shuō)”出“你好”


光明日?qǐng)?bào)采訪人員 張哲浩、楊永林
高位截癱 ， 全身器官失能 ， 大腦還正常 ， 卻已口不能言 ， 怎么辦？利用腦機(jī)接口 ， 讓別人跟患者的大腦直接對(duì)話！近日 ， 西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院聯(lián)合西安交大機(jī)械工程學(xué)院使用腦機(jī)接口技術(shù) ， 使一位高位截癱的失語(yǔ)患者“說(shuō)”出了“你好” 。
據(jù)悉 ， 這名患者從高處跌落后高位脊髓受損 ， 只能通過眨眼向醫(yī)生表達(dá)訴求 ， 而這次采用腦機(jī)接口技術(shù)后 ， 患者看著電腦屏幕上不斷跳動(dòng)的字符或拼音 ， 便通過系統(tǒng)“說(shuō)”出了自己的想法 。
腦機(jī)接口技術(shù)為神經(jīng)科學(xué)創(chuàng)新研究和臨床神經(jīng)疾病診斷、治療與康復(fù)研究提供了專業(yè)、完整的解決方案 。 “通過這一技術(shù) ， 患者和醫(yī)護(hù)人員以及家屬有望實(shí)現(xiàn)更加有效的溝通交流 ， 幫助患者更加精確高效地表達(dá)內(nèi)心的想法 。 ”西安交大二附院一名負(fù)責(zé)醫(yī)生說(shuō) 。
|腦機(jī)接口，讓失語(yǔ)患者“說(shuō)”出“你好”
本文插圖

西安交大二附院的醫(yī)生給患者進(jìn)行BCI測(cè)試 。 資料圖片
【|腦機(jī)接口，讓失語(yǔ)患者“說(shuō)”出“你好”】據(jù)了解 ， 這名患者跌落后 ， 第5、第6頸椎脫位 ， 導(dǎo)致高位脊髓受損 。 經(jīng)過及時(shí)的手術(shù)治療 ， 頸椎成功復(fù)位 ， 但目前四肢功能尚未恢復(fù) ， 外加氣管切開狀態(tài)伴隨延髓麻痹 ， 導(dǎo)致患者吞咽困難和言語(yǔ)障礙 ， 只能通過眨眼來(lái)表達(dá)訴求 。
為此 ， 西安交大二附院重癥醫(yī)學(xué)科主任王小闖、副主任王崗?fù)靼步淮髾C(jī)械工程學(xué)院教授徐光華就腦機(jī)接口（Brain-ComputerInterface ， BCI）技術(shù)在重癥患者中的應(yīng)用進(jìn)行了充分論證 ， 并針對(duì)該患者制定出了個(gè)體化的實(shí)施方案 。
8月6日上午 ， 在徐光華及其團(tuán)隊(duì)的努力下 ， 患者被戴上了腦電帽 ， 用BCI技術(shù) ， 在經(jīng)過引導(dǎo)教學(xué)后 ， 患者看著電腦屏幕上不斷跳動(dòng)的字符 ， 不一會(huì)兒就在屏幕上跳出了“你好”兩個(gè)字 。 “腦電帽采集到患者的腦電信號(hào)后 ， 通過計(jì)算機(jī)處理和分析 ， 就可以精準(zhǔn)捕獲患者的想法 。 ”王小闖說(shuō) 。
據(jù)王崗介紹 ， 從去年開始 ， 西安交大二附院便與交大機(jī)械工程學(xué)院對(duì)接該技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用 ， 沒想到第一次測(cè)試 ， 患者就成功“說(shuō)”出了“你好” 。 現(xiàn)在給患者應(yīng)用這種技術(shù)有兩種模式選擇 ， 一種是有預(yù)設(shè)的問題 ， 通過注視相應(yīng)的圖像進(jìn)行選擇；另一種是和拼音打字功能相似 ， 把26個(gè)字母放在屏幕上 ， 通過注視之后把想表達(dá)的意思拼出來(lái) 。 這個(gè)“你好”就相當(dāng)于是拼出來(lái)的 。
“我們平時(shí)讓患者眨眼睛 ， 只能是問他‘渴不渴’‘想不想上廁所’等問題 ， 患者如果有其他自己想表達(dá)的東西 ， 比如想要見哪個(gè)親屬 ， 醫(yī)護(hù)人員是沒有辦法精確了解的 。 通過腦機(jī)接口技術(shù)則可以幫助患者表達(dá)出他們內(nèi)心不同的想法 。 ”王崗說(shuō) 。
讀取大腦記憶、用意念控制物體……曾經(jīng) ， 只屬于科幻電影中的畫面 ， 如今正逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí) 。
在動(dòng)物身上試驗(yàn)并開啟的腦機(jī)接口技術(shù) ， 近年來(lái)踏上了高速發(fā)展的道路 ， 并被譽(yù)為“人工智能的下一代技術(shù)” 。
腦機(jī)接口技術(shù)其實(shí)就是一種研究人腦的技術(shù)系統(tǒng) ， 通過“腦+機(jī)+接口”在腦與外部設(shè)備間創(chuàng)建全新信息交換通路 ， 一方面將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可識(shí)別的信號(hào) ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的有效控制；另一方面 ， 將外部設(shè)備信號(hào)轉(zhuǎn)化為大腦可識(shí)別信號(hào) ， 從外部對(duì)大腦進(jìn)行直接干預(yù) 。 該技術(shù)起源于20世紀(jì)20年代 。
按照分類 ， 腦機(jī)接口可分為侵入式和非侵入式兩種 。 兩者的差別 ， 就如同字面意思一樣 ， 侵入式是通過手術(shù)直接將電極植入大腦皮層 ， 非侵入式則不采用植入方式而是穿戴設(shè)備 。 基于方式的不同 ， 最終所產(chǎn)生的效果和影響也不同 。 前者信號(hào)獲取質(zhì)量高 ， 但安全風(fēng)險(xiǎn)和成本較大；后者則相反 。
具體講 ， 腦機(jī)接口系統(tǒng)由信號(hào)產(chǎn)生、提取、轉(zhuǎn)換、輸出和反饋幾部分組成 ， 其中最重要的是信號(hào)產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換算法 。

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