在一个患有闭锁综合征的肌萎缩侧索硬化（ALS）患者中植入脑机接口：病例报告
对于严重瘫痪而失去了语言能力的病人而言，几乎没有与外界进行交流的方式。肌萎缩侧索硬化（ALS）也就是2014年夏天流行的“冰桶挑战”提醒公众关注的“神经渐冻症”。这篇文章描述了一种完全植入式的脑机接口，可用于肌萎缩侧索硬化（ALS）病人的交流。这套接口能够帮助病人拼写词语和句子，让不能说话也不能动的病人独立与外界交流，更重要的是，这套接口几乎可以随时随地使用，即使在户外也能够与朋友进行交谈，而不需要医疗专家在一旁随时提供帮助。
研究背景：闭锁综合征的特点为保留正常的认知能力，但丧失肌肉的自主控制，导致四肢瘫痪和失声。处于闭锁状态的病人只能通过眼球运动或眨眼与外界交流，这就完全限制了病人的日常交流。脑机接口通过获取相应皮层区域的神经电信号以及对其解码，便能够控制机器人或瘫痪的肢体，但如果要实现独立沟通和日常使用，用户必须获取接口的使用自主权并且连续使用。此外，传感器要永久接入到大脑皮层，且不能引起患者不适或局部病变。我们报告一例使用完全植入式脑机接口以及解码分析软件的闭锁综合征患者。
研究方法：我们从2015年9月开始观察一名58岁的女性，在2008年被诊断为ALS晚期的闭锁状态，仅能够用眼球运动（通过眼动仪）以及眨眼表示是和否，肢体完全瘫痪（ALS功能评分仅为2分，正常评分为 0-40，分数越高表示肢体活动越好）。我们将硬膜下电极植入大脑皮层的目标区域，在植入后的28周内，我们对解码软件进行了测试和改进，并且训练病人，提高系统对她脑信号的控制能力。该系统可以通过大脑的点击选择字母完成拼写，在测试输入系统可靠之后，我们向患者提供了家用系统。
研究结果：在测试系统中，病人在目标任务上表现正确的时间的平均值为91±6%（83次运行），在点击任务上表现正确的时间为87 ±7%（37次运行），在拼写任务上表现正确的时间为89 ±6%（44次运行）。同时家用系统也收获了较高的满意度。
研究结论：这些结果表明，该系统能够满足独立通信需求，并且对于无法使用传统通信工具（如眼动仪）的患者而言，这可能是一个新的方法。这个脑机接口提供了一种自动化的通信方法，可以补充甚至有时候可以取代该病人的眼球追踪设备。
图1. 完全植入式脑机切口的工作模式
图2.系统测试结果
Vansteensel M J, Pels E G M, Bleichner M G, et al. Fully Implanted Brain–Computer Interface in a Locked-In Patient with ALS[J]. New England Journal of Medicine, 2016.
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