一項嶄新的突破認為,在未來有一天,一對大腦微晶片可能可以讓那些「假昏迷」(pseudocomas)的人溝通他們想要溝通的任何事物。

重大突破

這是世界上首次,一位 34 歲的病人,即使他連最細微的肌肉抽搐都做不到,還是能用這項技術來與他的家人分享幾個珍貴的單字,只要使用一點點想要移動其眼睛的企圖即可。

先前,相似的設備已經提供罹患快速惡化的肌萎縮性脊髓側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS,俗稱漸凍症)的病人方法,在極度有限的動作之下傳送簡單的訊息,但是研究人員說,這個人身體狀況非常嚴重,這代表著這項技術的顯著進展。

瑞士威斯中心(Wyss Center)的神經科學家約拿·齊默曼博士(Jonas Zimmermann)說:「就我們所知,我們的研究是第一個,讓沒有任何自主運動能力、只能透過腦機介面(brain-computer interface,BCI)的方式來溝通的人,能夠達成溝通的研究。」

最嚴重狀態

假昏迷又被稱作是「閉鎖」(locked-in)症候群,因為雖然這些病人無法說話或講話,他們意識仍然非常的清醒,能夠看得到、聽得到、嘗得到、聞得到、思考及感受得到。

然而,在沒有移動嘴巴或舌頭的能力下,溝通會嚴重被限制住。如果眼睛仍能夠移動的話,病人有時候能夠眨眼、或用他們的瞳孔來「進行指示」,讓他們的想法能被理解。但是,在一些嚴重的病例中,這些病人甚至連最基本的溝通形式都無能為力。

這項研究中的男子就是這樣的病人。在被診斷出 ALS 的幾個月後,他就已經失去走路與說話的能力。一年後,病人被放置於人工呼吸器上來幫助他呼吸。又一年之後,他失去了固定目光的能力。這極度的孤立狀態最終讓病人與他的家人同意進行這項最前端的實驗。

設備與訓練

在病人失去他移動眼睛的能力前,他同意進行一項手術,將兩片微晶片移植入他大腦當中控制肌肉運動的一部分。每一片晶片都配備有 64 跟像針般的電極,可以接收他想要移動的清醒意圖。這個大腦活動接著會被送到電腦上,會將脈衝解讀成「是」或「不是」的訊號。

在過去,相似的大腦植入物,已讓一些罹患有 ALS 的病人透過電腦打字程式來溝通。但是,這是第一次,一個沒有能力使用眼睛的 ALS 病人有辦法做到類似的事情。

一位未參與此研究的腦機介面研究員瑪莉斯卡·范斯登索說:「人們真的有懷疑過,這是否是真的可行的。」

這項科技花了數個用來進行訓練,但是一旦病人學到如何控制其大腦訊號的發射率,他就能夠對一個拼字程式做出回應,並選擇特定的字母,由程式大聲說出來,以形成單字或甚至句子。

每個病人所聽到的字母都需要讓病人花一分鐘來回應,這讓進展緩慢。但是,在很長的一段時間,這是第一次有一台設備能夠讓這個人來表達自己。

實際成果

這項技術的準確率還不是很完美。大約有 80% 的時候,這位病人只能發出「是」或「不是」的訊號,準確率約為 80%。在有些日子,他只能夠產生字,而不是句子。

研究作者們在他們的研究中寫到:「這些很明顯不好的表現,主要是因為這些系統的本質是完全基於聽覺的,這樣的系統本質上就是比基於視覺回饋的系統來得緩慢。」

這位 ALS 病人第一個成功拼出的片語,就是對他這個案例的主要神經生物學家尼爾斯·比爾鮑默(Niels Birbaumer)說的「謝謝」。接著,是一些對他的照護的請求,例如像是「媽媽頭部按摩」以及「我想要大聲聽某個樂團的唱片。」

接著,在手術過後 247 天,這位病人給了這台設備他的判決結果:「天啊,它是如此毫不費力地發揮作用。」在第 251 天,他發出了訊息給他的小孩:「我愛我的酷兒子。」接著,他要求他的小孩陪他一起看迪士尼電影。在第 462 天,這位病人表達了說,他的「最大心願是一張新床」,而隔天,他能夠與他心愛的人們一起參加烤肉。

本研究的第一作者烏瓦·查德哈利博士(Ujwal Chaudhary)說:「如果有人能夠像這樣造句,我會說這是很正面的。即便不正面,也不是負面的。有一次,當我在那邊時,他對照顧他的姊妹說:『謝謝你所做的一切,姊妹』。這是很動人的一個時刻。」

未來發展

讓在假昏迷中的某個人能夠溝通的能力,這很明顯會產生一連串的道德考量。畢竟,是誰允許初次的植入呢?一旦一個人學會再度溝通,他們可以為他們自己、以及未來的照護發聲嗎?在我們可以充分解讀病人想要告訴我們的事情前,這些系統需要多麼的準確呢?

我們現在還沒有對這類科技的規則或大綱,但若是這項設備對其他病人也是有幫助的話,我們就必須要開始面對這些左右為難的情況。

將罹患嚴重 ALS 病患的聲音還給他們,這可能是一個很大的醫學上突破,對個人以及他們家人而言也是一種很大的解脫。要如何回應這些質疑聲音,這取決於我們。

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參考資料:

  1. Cassella, C., (2022, March 24). Brain Implant Enables Completely ‘Locked-In’ Man to Communicate Again. ScienceAlert
  2. Chaudhary, U. et al., (2022, March 22). Spelling interface using intracortical signals in a completely locked-in patient enabled via auditory neurofeedback training. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-022-28859-8
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/completely-locked-in-patient-with-als-communicates-again-with-a-brain-transplant(圖:Wyss Center)
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