运动神经元疾病患者的福音将至

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一个新的脑机界面让MND患者能正常沟通。

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描绘受损运动神经元的插图。

一个欧洲研究团队报告了一种与晚期运动神经元疾病（MND）患者成功沟通的新方法。

什么是运动神经元疾病，它如何影响沟通？

MND，也称为肌萎缩侧索硬化症（ALS），是一种神经退行性疾病，导致自愿肌肉控制的逐渐丧失。

据慈善机构FightMND称，MND影响澳大利亚约名患者，对患者和护理人员来说成本极高。

MND的症状可能始于肌肉无力、抽筋或缺乏灵巧。随着疾病的发展，患者最终失去了对全身肌肉的控制，包括我们用来说话和呼吸的肌肉。

这些患者必须依靠人工干预才能生存，并使用眼球运动来进行交流。这被称为处于“锁定状态”。

据说，失去了控制目光的能力，或眼睛不由自主闭合的患者处于“完全锁定状态”。

脑机接口此前已被证明可以帮助处于锁定状态的患者使用眼球运动或神经信号与周围人保持沟通。

然而，这项研究报告了第一个已知的与处于完全锁定状态的患者成功沟通的例子。

“有几个非侵入性和侵入性脑机接口，用于锁定状态下的通信，但到目前为止，没有一个显示处于完全锁定状态的患者”。

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说明脑机界面概念的示意图。

新通信设备是如何工作的？

该设备由微电极（植入患者大脑）、神经信号处理器和带有自定义软件的计算机组成。它使用听觉神经反馈系统，允许患者使用大脑信号进行沟通。

该设备对患者发出一种语气，代表他们自己神经活动的听觉反馈。音调与神经信号的峰值速率有关。患者学会了通过使用特定的神经反应来增加或减少声波的频率来调节反馈音调。

“患者倾听目标音调，他们的目标是使用神经发射速率调节目标后声波的频率，直到他们听到的声音告诉他们目标已经实现。”

在给定范围的高端持续超过毫秒的神经发射速率的变化被解释为“是”响应，范围低端的变化被解释为“否”。

“从神经生理学上讲，我们执行的每一项活动都会引起神经反应”。

“我们可以持续执行两种不同的任务来产生两种不同类型的神经活动，这可以产生两种不同类型的输出——在这种情况下，增加和减少声波的频率。”

将听觉神经反馈付诸实践

经过这次培训，患者能够使用一个系统拼写单词和句子，该系统将字母表划分为字符，并将其作为听觉信号播放给患者，然后是患者可以调节的声波。患者听到信的信号，可以使用听觉神经反馈系统回答“是”或“否”，以此类推，在单词拼写出来之前，下一个选项。

使用这个系统，患者能够表达他的需求和愿望，例如要求改变头部位置或听特定类型的音乐或与儿子一起看电影。

患者最终失去了自愿睁开眼睛的能力，但仍然能够使用该设备进行成功的沟通。

在此之前，科学家甚至不确定处于完全锁定状态的人是否仍然能够访问用于通信的神经机制。

“该团队证明，即使在完全锁定的状态下，顺畅沟通也是有可能的”。

这项研究可以为沟通打开新的大门，并改善处于完全锁定状态的患者的生活质量。

研究人员成立了一个名为ALSVoice的非营利组织，以帮助锁定或完全锁定状态的患者进行沟通。

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