10月22日,哥伦比亚大学研究团队在《Brain》期刊发表研究,展示一种非侵入性脑机接口,有望让重症监护室(ICU)里看似毫无反应的脑损伤患者重新获得“发声”的机会。
该研究由哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院神经学教授、纽约长老会医院/哥伦比亚大学欧文医学中心神经重症监护病房医疗主任Jan Claassen博士领导。团队利用ICU中常规使用的脑电图(EEG)电极记录患者脑电波,再通过计算机实时分析,将脑信号转化为控制外部设备的指令。
实验中,研究人员为41名急性脑损伤后临床无反应的ICU患者戴上耳机,播放蜂鸣音,并通过语音提示他们“想象张开或握紧双手”,以此尝试升高或降低蜂鸣音的频率。当患者成功改变频率时,系统会给予鼓励;达到目标时还会发出祝贺。
结果显示,经过短暂训练,约三分之一的患者能够仅凭思维控制蜂鸣音频率。值得注意的是,所有经其他检测确认存在“认知运动分离”(cognitive motor dissociation, CMD)的患者都成功完成了任务。CMD是指患者大脑仍保留一定意识与认知能力,但无法通过肢体、眼神等运动来表达的现象。
Claassen团队此前发现,约15%看似昏迷的急性脑损伤患者实际上存在隐藏意识,这类患者更有可能恢复意识和日常功能。此次脑机接口研究进一步证明,这些患者不仅可能有意识,还能在受伤后短短几天内通过非侵入性方式与外界进行简单交互。
研究人员指出,与需要植入芯片的传统脑机接口相比,该方案基于ICU日常使用的EEG技术,更具临床实用性。Claassen表示:“唯一复杂的部分是我们编写的计算机程序,它能实时分析数据并反馈给患者。”
参与研究的患者家属给予了积极反馈,并建议未来系统可加入亲人声音、个性化提示,以及检测疼痛、饥饿等功能。团队的下一步目标是完善技术,让患者能更直接地表达自身感受,比如是否疼痛或饥饿。
Claassen说:“对于有隐藏意识却完全无法表达的患者来说,这项技术可能具有根本性的变革意义。”该研究为未来在ICU中为无反应患者提供沟通渠道开辟了新路径。
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