不用动、不用说话，大脑自己“回答”！Communications Medicine | 脑机接口让重度脑损伤患者用意念完成是/否问答

来自英国巴斯大学的科研团队开发出一套全新评估方案，借助可穿戴脑电头戴设备，运用运动想象脑机接口（MI‑BCI）技术，捕捉重度脑损伤后丧失言语、躯体活动能力患者大脑中潜藏的意识信号。不同于以往只做单次检测的思路，这套多阶段的评估流程可以在部分看似对外界毫无应答的患者身上，捕捉到传统手段未能发现的意识活动，不仅有望推动临床诊断手段与康复干预方案迭代，也为未来实现无言语、无肢体动作的脑机沟通开辟新的方向。

该研究成果发表于 Communications Medicine，研究对象包含持续性意识障碍（PDoC）以及闭锁综合征（LIS）的患者，这类人群大脑意识功能有可能保留，但躯体运动输出通路受损，无法通过外在行为把内在意识表现出来。

这套技术依靠脑电图（EEG）记录大脑信号，即便患者身体完全没有发生实际动作，系统依然可以识别出大脑想象手部、手臂等肢体运动时产生的特征脑电模式。如果在多次测试流程当中加入实时神经反馈，还可以进一步提升信号检测的准确度。

整套结构化评估框架分为三个核心部分，首先是重复训练环节，受试者需要在指引下完成想象动作任务，例如想象左手提起重物、抬起双脚，即便不存在真实躯体运动，大脑也会产生可被识别的差异化神经活动，转化为可供解析的客观信号；第二部分为实时听觉反馈，系统会把识别到的想象运动模式以声音形式即时反馈给受试者，帮助受试者不断调整内心想象策略，让脑电应答随着多次测试变得更加稳定清晰，和普通人学习运动、认知技能的训练逻辑相近，多次结构化的重复评估，能够提升对隐匿意识的检出效率，改善患者的任务参与水平；完成训练之后受试者会进入探索性的是/否问答阶段，受试者通过想象两种不同的运动分别代表 “是” 与 “否”，研究者设计不同类型的问题，借此探查受试者多维度的心理加工与意识认知能力。

本项研究一共纳入 42 名受试者，年龄跨度 17‑73 岁，受试者来自英国多家 NHS 医院以及爱尔兰的临床康复机构，测试场景覆盖医院、护理院乃至居家环境，具备很高的现实临床应用价值。

研究得到几项关键结果，全部受试者当中有 73.8%（31/42），在执行想象运动任务时，可以产生具备统计学意义的自主调控脑电信号；在这部分能够调控脑电的受试者里面，大约 90% 可以顺利推进到是/否问答的实验阶段。

随着多轮训练‑反馈流程开展，受试者的脑电应答稳定性逐步提升。当把脑机接口解码结果和传统行为学评估工具联合使用之后，最小意识状态（MCS）患者的诊断灵敏度从单纯行为评估的 39% 提升至 69%，能够识别出大量单纯依靠外在行为容易漏判的残存意识。

传统床旁意识评估高度依赖肉眼可以观察到的外在躯体反应，包括眼球活动、肢体反射、是否遵从简单指令等。可一旦脑损伤破坏运动输出通路，患者内心存在认知，但身体无法做出应答，行为量表就很容易低估真实意识水平。已有临床数据提示，接近 40% 的最小意识状态患者，会被误判为无反应觉醒综合征（UWS），也就是俗称的植物状态。

过去已经有研究证实单次脑电检测就有可能捕捉隐蔽意识，但单次测试只代表某一个短暂的时间窗口，患者会受疲劳、觉醒水平、药物等因素干扰，信号不一定稳定出现。而本研究证实，通过多次重复评估搭配神经反馈训练，部分患者的脑内应答可以得到强化，提供更加可靠的客观证据，证实意识与感知能力仍然存在。

论文第一作者、巴斯大学增强人类研究所（IAH）Naomi du Bois 博士表示，该研究证明，基于脑活动产生的结构化任务应答，可以作为床旁行为评估的重要补充工具，帮助临床医生更早识别被掩盖的残存意识。项目资深作者，IAH 主任 Damien Coyle 教授则指出，这项工作的创新点就在于跳出单次会话检测的局限，这套整合训练、反馈、分层提问的多阶段脑机接口方案，可以在医院、护理机构甚至家庭环境落地，有效提高隐匿意识信号的检出可靠性。

“这为优化临床诊断开辟道路，未来还有望在部分场景下，实现患者的基础交互与简单信息交流。” 当然该研究也存在局限，现阶段依旧属于概念验证，还需要更大规模独立队列外部验证，距离成熟的临床常规工具还有一段转化路程。（生物谷Bioon.com）