“家用”脑植入物，瘫痪男子重掌生活

原文作者：Miryam Naddaf

一种脑植入物使一名瘫痪男子能与亲朋好友交流、在家使用个人电脑。

48岁的受试者Casey Harrell6年前被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症（ALS），一种运动神经元疾病，而这款脑机接口帮助他以平均每分钟56个词的速度进行交流。它能将神经活动转化成文本显示在电脑屏幕上，协助他操作电脑，发送消息和邮件，并让他继续从事自己气候倡导方面的工作。

这“不亚于一场革命”，住在加利福尼亚州奥克兰的Harrell说，“它让我能继续工作、为家人挣钱和维持保险。它也让我与家人朋友重建联系，他们可能太羞怯或不敢来找我，生怕自己无法理解我。”

这项研究6月15日发表于《自然-医学》[1]，分析了Harrell在家中使用BCI（脑机接口）近两年的情况，这是目前为止“此类植入物使用者中覆盖极为全面的数据集和极长时间的持续言语交流。”加利福尼亚大学的神经科学家、论文共同作者Sergey Stavisky说。

过去对参与者在家中使用BCI的研究显示这些设备效率有限，更先进的设备则只在实验室中完成过测试。“它们实际上正在日常生活中帮到人。”荷兰马斯特里赫特大学的计算神经科学家Christian Herff说。BCI“正在切实从研究工具转变为医疗设备。”

2023年，Harrel在大脑言语运动皮层中植入了256个电极。这些电极通过固定在他颅骨上的钛金属基座连接到电子记录设备上。在Stavisky和同事的帮助下，他开始在实验室中使用BCI设备解码言语。随后，研究者培训了Harrell和他的护理伙伴在家操作BCI系统。在约40周后，他开始独立使用这个设备；今天仍在继续使用。这一设备还有文字转语音系统，能用Harrell患病前声音合成的语音读出完整的句子。

这项研究包含了手术后近23个月的数据，报告Harrell在397天中，有364天在家使用了BCI。他与人交流说了183060句句子，其中92%被他标记为基本正确解码。该BCI还捕捉到他试图控制电脑鼠标的手部运动神经信号，这能有助Harrell使用电脑。

“言语解码的质量十分出色。” Herff说。而且，比起之前在患者家中部署BCI的尝试，“信息传输率提升了好几个数量级”。

这一系统提供可选的“隐私模式”，能让Harrell停止BCI数据发送给研究人员。

“我们希望加上这个隐私功能，为未来可能的言语BCI树立一个良好范例，因为相关公司正开始拓展这一领域。”研究共同作者、加利福尼亚大学戴维斯分校的神经工程师Nicholas Card解释说。

Stavisky和同事评估了手术后长达678天的言语和光标解码性能，发现其表现保持稳定。

私营公司已经在少数人群中测试家庭环境下的BCI试用。“在学术主导的临床试验中，这项新研究堪称家庭用BCI的重要示范。”美国匹兹堡大学的神经工程师Jennifer Collinger说。

Harrell希望未来工作能让这个设备无线和便携，“那就没人需要头上顶着一个突出的底座出门了。”他还希望未来BCI能够将脑信号直接转译成言语，同时维持当前解码器的准确度。“值得庆幸的是，这似乎正是行业前进的方向。”

Card说研究团队正在着手升级设备，实现直接脑活动到语音的解码。“不过离完成还有不少距离。”

Collinger说，研究人员还需考虑方法，应对脑机接口随时间推移或疾病恶化导致的神经信号质量下降。“这对推广到更广泛人群中至关重要。”