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[科教] 科幻成真 科学家们造出了读心仪

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发表于 2-10-2017 09:38 AM | 显示全部楼层 |阅读模式

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著名物理学家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的经历大家可能都不陌生。作为天才的物理学家和宇宙学家,他年青时就患上了肌萎缩侧索硬化症 (Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS), 随着症状的逐渐恶化,他现在只能自主活动几个手指和眼睛。但是,丧失了几乎所有运动能力的他却仍然保留着清醒的意识和非凡的思想。通过将眼睛和手指运动转化成文字或语言的计算机接口,他现在仍然可以进行科学研究,写书和进行演讲。

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霍金是不幸的,但也是幸运的。对于有些ALS患者来说,他们连自主运动一根手指和眨一下眼的能力都没有了。这种情况医学上称之为完全性闭锁状态 (Complete Locked-in State, CLIS)。

这种情况下患者虽然意志清醒,也能够听到和感受到外界的信息,但是完全丧失了与外界交流的能力。

假想一下,如果有一天霍金先生完全丧失了运动手指和眼睛的能力,那时他非凡的思想将被完全封闭在无法运动的身躯里。这时候我们怎么能够打破CLIS,让他能够与外界交流呢?

日前,欧洲、美国与中国学者组成的国际研究团队开发出一种新型脑-计算机接口 (Brain-Computer Interface,BCI) 技术。运用这种技术制成的读心仪 (Mind Reader) 可以帮助完全运动麻痹 (Complete Motor Paralysis) 患者与外界交流。

一技术因为不需要患者具备自主运动的能力,因此可能成为打破CLIS的一种有效策略。

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在这项发表在 《PLOS Biology》研究中,研究人员开发出一种BCI仪器,来通过功能近红外光谱(Functional Near Infrared Spectroscopy, fNIRS) 测量由于大脑活动导致的脑区血流变化。研究人员运用这种仪器对四名处于CLIS的ALS患者进行了训练,训练他们通过这一新型BCI对已经熟知答案的问题(例如北京是中国的首都) 做出“是”或“否”的回答。他们发现,这种新型BCI仪器解读出的答案的正确率在70%以上,显著超过了随机概率。

当研究人员向其中3名患者提出“你希望继续活下去么?“他们回答说, “是的”。

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开发出这项技术的研究人员表示,这一系统可以被用来诊断无法与外界交流的患者的意志是否仍然清醒。ALS并不是导致CLIS的唯一原因,有时候中风和脑损伤也会导致CLIS,这时候医生可能将CLIS误诊为昏迷或植物人。下一步,研究人员希望能够开发出新的BCI技术让患者能够通过它选择字母,从而不只能回答“是”或“否”。

如果这项技术成为现实,诸多因为无法交流而被封闭在自己世界里的患者,将再次打开与这个世界沟通的窗口。我们也将再次听到,他们生而为人,发出的对生命的热爱与渴望。

参考资料:[1] Reached Via a Mind-Reading Device, Deeply Paralyzed Patients Say They Want to Live[2] Brain–Computer Interface–Based Communication in the Completely Locked-In State[3] Patients Completely Paralyzed By ALS Communicate Via Mind-Reading Device

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发表于 2-10-2017 10:05 AM 来自美国米群网手机版 | 显示全部楼层
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