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两套16个微电极植入重度癫痫发作区的志愿者大脑顶部

 胡顺权

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将两套16个微电极植入重度癫痫发作区的志愿者大脑顶部,可以在一定程度上将大脑信号成功破译为少量简单的词汇。这是犹他大学的最新研究项目,该项目仍处于初期阶段。

志愿者头颅被暂时打开,医生在癫痫发作区植入较大的电极,并将两根细小的微电极植入在大脑语言区。志愿者大声重复10个简单词汇时,研究人员对大脑信号进行记录。这10个词汇分别为:是、不是、饿、渴、多、少、热、冷、你好、再见。

当研究人员对志愿者发出“是”和“不是”两个词汇所产生的大脑信号对比时,识别正确率高达90%。但10个语言词汇的识别正确率只有28%-48%,高于之前10%的情况,证明其技术还是取得很大进展。

犹他大学生物工程助理教授布拉德利·格雷格(Bradley Greger)说:“这只是个概念证明,我们希望证明,虽然这些信号不能百分之百地识别患者语言,但我们需要提供更多准确性更高的词汇,最终让病人受益。”

这项研究发表在《神经工程杂志》(Journal of Neural Engineering)10月期刊上,涉及一项新非穿透微电极,可放置在大脑顶部特殊位置。这种microECoGs微电极实际上是用于脑皮层电图扫描的微型电极。

研究人员表示,用于记录脑电波的脑电图电极太大,记录的信号太多,无法破译为语言信号,而非穿透微电极既小又安全。

在这项研究中,两套微电极分别放置在大脑的两个语言区,间隔1mm。这两个语言区分别为:控制嘴、唇、舌头和面部运动的面部运动皮质,专司语言理解部位的威氏中枢。

研究进行了4天,每天1小时,根据病人情况,每个词汇重复31-96次。研究人员对每次每个单词的发音所产生的大脑信号进行分析,并使用这一分析模式根据信号识别词汇。

这项研究打消了人们不可能将大脑信号破译为语言的疑虑。排列紧密的微电极能够将捕捉到的信号转换为语言。

鉴于不同人们的大脑信号模式差异较大,这项研究的可行性仍有待观察,如果一位病人从不开口说话,其语言将无法破译。目前,该研究小组正致力于使用数量较大的微电极,以便获得更多数据。

格雷格说:“研究显示,从不开口说话的患者语言也能够破译,我们需要改进,让自闭症患者实现沟通。我们下一步将采用数量较大的微电极,从大脑获得更多数据,识别的词汇更多、精确性也更高。”

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