斯蒂芬·霍金是上世紀(jì)最有影響力的科學(xué)家之一,也是著名演說(shuō)家值纱,但由于肌萎縮側(cè)索硬化癥(漸凍癥)讓他在生命最后的30年中失去了說(shuō)話(huà)的能力鳞贷,醫(yī)學(xué)家則使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備讓他在世界繼續(xù)完成他的演講,“完美保羅”虐唠,一種美國(guó)口音的語(yǔ)音工具成為了霍金的標(biāo)志搀愧。隨著病情進(jìn)展,當(dāng)他的手指不能選擇字母的時(shí)候疆偿,一個(gè)新的系統(tǒng)在他臉頰微妙的抽動(dòng)中讀取信息讓霍金繼續(xù)交流咱筛。但是,“說(shuō)話(huà)”意味著一個(gè)字母選擇的過(guò)程翁脆,即使是最新的預(yù)測(cè)性文本技術(shù)眷蚓,也無(wú)疑比這位偉大科學(xué)家大腦中關(guān)于時(shí)間和歷史的思想要遲鈍鼻种。
在本項(xiàng)研究中,來(lái)自哥倫比亞大學(xué)和諾斯韋爾健康研究所電氣工程教授梅格拉尼博士正在向志愿者的大腦中植入電極學(xué)習(xí)電脈沖語(yǔ)言沙热,如果這種電脈沖可以準(zhǔn)確翻譯成語(yǔ)言叉钥,意味著因病失語(yǔ)的患者可以重新說(shuō)話(huà)。以漸凍癥為例篙贸,疾病會(huì)攻擊延髓神經(jīng)元码累,使患者失去身體運(yùn)動(dòng)功能,但他們沒(méi)有喪失語(yǔ)言組織能力踏蚓。一旦這種設(shè)備成功研發(fā)上市激撮,將對(duì)外傷、閉鎖綜合征等疾病癱瘓的患者造成巨大的改變惫投。
接受電極植入的是幾名志愿者是癲癇患者泉惋,他們希望在幫助研究的同時(shí)也能夠發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)導(dǎo)致癲癇發(fā)作的來(lái)源。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蹬谁,科學(xué)家使用電極“收聽(tīng)”大腦的聲音扔缭,用其記錄大腦電信號(hào)的變化并將其發(fā)送給計(jì)算系統(tǒng),計(jì)算機(jī)將其進(jìn)行正向或反向處理癞烈。比如洗馅,第一步是了解我們說(shuō)“是”、“否”時(shí)我們大腦的電生理活動(dòng)是什么樣子堕常,在這個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)越來(lái)越多的大腦電子詞匯赌羽,并學(xué)會(huì)過(guò)濾掉其他腦活動(dòng)形成的“噪音”。
梅格拉尼博士說(shuō)缤弦,我們的系統(tǒng)可以從大腦活動(dòng)中解讀產(chǎn)生準(zhǔn)確领迈、易懂的重構(gòu)語(yǔ)音,大多數(shù)以前的翻譯器只產(chǎn)生了大約半句無(wú)意義的話(huà)語(yǔ)和可理解的“單詞”甸鸟,而新的翻譯器大約有75 %是可以理解的惦费。但是,新科技真正實(shí)現(xiàn)從思想到文字還很困難抢韭,想真正翻譯出腦內(nèi)復(fù)雜的想法還有很長(zhǎng)的路要走。
對(duì)體內(nèi)植入電極感興趣的人遠(yuǎn)不止醫(yī)學(xué)技術(shù)研究人員恍箭,F(xiàn)acebook刻恭、馬斯克的Nealink和其他科技公司也開(kāi)展了類(lèi)似的研究和開(kāi)發(fā)工作。Facebook團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持認(rèn)為扯夭,從思想到文字不再是科幻小說(shuō)鳍贾,互聯(lián)網(wǎng)永遠(yuǎn)不會(huì)錯(cuò)過(guò)你想的任何事情。
人體神經(jīng)通過(guò)電信號(hào)傳遞信息交洗,如果“破譯”了這些電信號(hào)我們能否重塑器官功能骑科?事實(shí)證明橡淑,人體幾乎每個(gè)器官都有了專(zhuān)屬的“起搏器”:
這是一種電子裝置,由體外言語(yǔ)處理器將聲音轉(zhuǎn)換為一定編碼形式的電信號(hào)账菊,通過(guò)植入體內(nèi)的電極系統(tǒng)直接興奮聽(tīng)神經(jīng)來(lái)恢復(fù)祥喳、提高及重建聾人的聽(tīng)覺(jué)功能。近二十多年來(lái)册吹,隨著高科技的發(fā)展貌硬,人工耳蝸進(jìn)展很快,已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)入臨床應(yīng)用÷疲現(xiàn)在全世界已把人工耳蝸?zhàn)鳛橹委熤囟让@至全聾的常規(guī)方法嚣褐。
腦深部電極刺激
通過(guò)立體定向手術(shù)將刺激電極植入腦的深部神經(jīng)核團(tuán)或其它神經(jīng)組織并進(jìn)行電刺激,從而改變相應(yīng)核團(tuán)或神經(jīng)環(huán)路的興奮性煮肋,用來(lái)治療某些神經(jīng)精神疾病逸茅。在過(guò)去的20年,電刺激技術(shù)治療飛速發(fā)展响友,現(xiàn)在已經(jīng)成為臨床治療帕金森病婶耕、特發(fā)性震顫和肌張力障礙等運(yùn)動(dòng)障礙病的重要療法。
心臟起搏器是一種植入于體內(nèi)的電子治療儀器牢辣,通過(guò)脈沖發(fā)生器發(fā)放由電池提供能量的電脈沖赖厅,通過(guò)導(dǎo)線電極的傳導(dǎo),刺激電極所接觸的心肌晾咪,使心臟激動(dòng)和收縮收擦,從而達(dá)到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的。在應(yīng)用起搏器成功地治療緩慢性心律失常谍倦、挽救了成千上萬(wàn)患者生命的同時(shí)塞赂,起搏器也開(kāi)始應(yīng)用到快速性心律失常及非心電性疾病,如預(yù)防陣發(fā)性房性快速心律失常昼蛀、頸動(dòng)脈竇暈厥宴猾、雙室同步治療藥物難治性充血性心力衰竭等。
植入眼內(nèi)替代視網(wǎng)膜的電子芯片上有1 500個(gè)小方塊叼旋,它們排列在一個(gè)約1平方厘米的網(wǎng)格上仇哆,每個(gè)小方塊都含有一個(gè)光電二極管、放大器和電極夫植。當(dāng)光線照在一個(gè)光電二極管上時(shí)讹剔,就會(huì)產(chǎn)生微弱的電流,經(jīng)過(guò)放大器增強(qiáng)后详民,傳送到電極上延欠,刺激附近的雙極細(xì)胞產(chǎn)生信號(hào),通過(guò)視神經(jīng)傳送到大腦。照射在光電二極管上的光線越多禽虹,產(chǎn)生的電流就越強(qiáng)素司。
2008年,植入視網(wǎng)膜的芯片為英國(guó)的色素性視網(wǎng)膜炎患者特霍打開(kāi)了一扇面向世界的窗戶(hù)赌置,他可以看見(jiàn)約1米外一張A4打印紙大小的范圍押逾。通過(guò)這扇窗戶(hù),特霍可以分辨出人和物體的基本外形和輪廓招蠕,尤其是在明暗反差強(qiáng)烈的時(shí)候卑蚓。但是,植入芯片并沒(méi)有足夠的電極來(lái)產(chǎn)生清晰的圖像倾莽。另外径泉,通過(guò)芯片,他眼里只有灰色的東西板刑,感覺(jué)不到色彩缰兄,因?yàn)樾酒€不能區(qū)分不同光線的波長(zhǎng)。
膀胱起搏器類(lèi)似于心臟起搏器邑键,是一種植入體內(nèi)長(zhǎng)期使用的神經(jīng)調(diào)節(jié)治療手段上煤,通過(guò)弱電脈沖影響骶神經(jīng),調(diào)控膀胱著淆、括約肌和盆底神經(jīng)反射劫狠。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是能讓主管膀胱和排尿的神經(jīng)準(zhǔn)確向大腦送達(dá)‘開(kāi)’永部、‘關(guān)’信號(hào)独泞。”據(jù)了解,該治療尤其適用于因患各種疾病造成的急迫性尿失禁苔埋、尿頻尿急等膀胱過(guò)度活動(dòng)癥癥狀懦砂,以及非梗阻性慢性尿潴留以及間質(zhì)性膀胱炎排尿相關(guān)的等經(jīng)保守治療效果不理想的患者。
胃起搏器
"胃癱"是胃部出現(xiàn)動(dòng)力障礙组橄,如進(jìn)食時(shí)胃部沒(méi)有如常擴(kuò)大荞膘,患者即使進(jìn)食不多亦很快會(huì)有飽腹感覺(jué)。胃蠕動(dòng)欠佳亦會(huì)影響排空功能玉工,令食物長(zhǎng)時(shí)間滯留在胃內(nèi)羽资,延長(zhǎng)飽滯的感覺(jué)。"胃起搏器"的運(yùn)作原理與常見(jiàn)的"心臟起搏器"相似瓮栗,通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)把約6厘米長(zhǎng)的儀器植入患者體內(nèi)树季,以電擊刺激胃部,恢復(fù)胃部蠕動(dòng)功能番链,促進(jìn)消化系統(tǒng)的正常運(yùn)作,讓患者能如常進(jìn)食。
骶神經(jīng)電刺激術(shù)俗稱(chēng)腸道起搏器植入術(shù)蝉齐,是國(guó)際上治療頑固便秘及大便失禁的嶄新方法溜帐,國(guó)外已應(yīng)用數(shù)年。它是一種植入式可程控的骶神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于治療保守治療無(wú)效或不耐受保守治療的頑固性便秘及大便失禁多梅。癥狀的減輕使病人能夠恢復(fù)日常的正巢耍活動(dòng),如:工作苏蒿、散步俩孽,參加社會(huì)活動(dòng),能整夜安睡嫉鸳,外出就餐患达,并可重返工作崗位等。
俄羅斯一名在新西伯利亞一家婦產(chǎn)醫(yī)院工作的婦產(chǎn)科醫(yī)生亞歷山大?沃爾切克在自己的皮下植入了6塊芯片喷聪,其中一些完全類(lèi)似于房門(mén)鑰匙习劫,能打開(kāi)工作單位的大門(mén)和閘機(jī),其余芯片的工作頻率不同嚼隘,能保存800到1千字節(jié)的信息诽里。其中一塊負(fù)責(zé)儲(chǔ)存名片,其他的用于解鎖計(jì)算機(jī)飞蛹、保存密碼等谤狡。他下一步打算植入密碼器和血糖儀。據(jù)估計(jì)卧檐,全球已有一萬(wàn)多人在體內(nèi)植入了芯片墓懂。
資料來(lái)源:
https://www.dailymail.co.uk/health/article-6395033/Could-scientists-turn-thoughts-speech-Hope-paralyzed-patients-talk-again.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Implant
https://www.youlai.cn/yyk/article/24202.html
http://jd.zol.com.cn/681/6810708.html
http://news.ifeng.com/gundong/detail_2012_05/06/14345704_0.shtml