肌萎縮側索硬化症（ALS）是一種進行性神經退行性疾病，會影響肌肉控制，大多數患者會發展到因疾病本身或者必要的氣管切開術而喪失語言能力的階段。由於眼球運動通常能保留更長時間，追蹤患者目光的輔助技術有助於他們進行交流，但最終眼球運動的控制能力也可能喪失。這會讓患者陷入一種“locked-in syndrome”的狀態，無法與他們的親人和護理人員進行交流，在生命的最後階段有時這種情況會持續一年多。

未來或許不必如此。腦機介面（BCI）公司Cognixion近日宣佈了一項臨床試驗，研究將其Axon – R頭戴裝置用作ALS晚期患者的交流裝置（https://clinicaltrials.gov/study/NCT06810219）。該公司希望為一群沒有已被證實的替代方案的人群提供一種交流工具。

“我們正在努力解決我們所能發現的最棘手的問題，”Cognixion公司的首席技術官Chris Ullrich說道。將該頭戴裝置用於這一用途需要把腦機介面（BCI）技術與人工智慧和增強現實技術相結合。

這種非侵入式頭戴裝置透過放置在顱骨後部枕葉上的電極來監測大腦活動。這些電極利用腦電圖（EEG）這種標準的大腦監測技術來檢測一種被稱為穩態視覺誘發電位（SSVEP，steady state visual evoked potentials）的訊號，這是大腦對以固定間隔（也許每秒閃爍8到15次）閃爍的影像的一種自然反應。

Axon – R裝置能夠檢測到在使用者增強現實視野內以不同頻率呈現的多個選項（如不同的字母、單詞或短語）中的選擇。該裝置可以提供字母組供使用者選擇，然後再提供該組中的單個字母；就像智慧手機的自動補全功能一樣，它還能根據使用者最初的選擇提示可能的單詞或短語。

生成的資訊可以自動朗讀出來，也可以顯示在患者面部旁邊的前置螢幕上。Ullrich說，對於晚期ALS患者來說至關重要的是，大腦反應僅透過注意力就能觸發，不需要使用者直接注視他們想要選擇的選項。

Cognixion公司還開發了一種輔助人工智慧系統，該公司將其稱為“conversational co-pilot”，以幫助患者更快速地生成話語。該人工智慧將針對每位患者進行定製，根據患者現有的講話或書寫示例進行訓練，並且理想情況下，在使用者做出一些初始選擇後，能夠根據整個短語或句子的提示來回應資訊。該公司預計這將實現“接近對話速度”的交流。

“（對話速度）一直是許多腦機介面（BCI）研究的聖盃，”Brendan Allison說道，他是加利福尼亞大學聖地亞哥分校和腦機介面協會（BCI Society）的一名研究人員，他未與Cognixion司合作。但一般來說，宣稱的最快表現（以每分鐘單詞數衡量）需要在受控的實驗室環境下進行，有時還會對詞彙有所限制。

Ullrich說，雖然Cognixion公司計劃追蹤每分鐘的單詞數，但這項研究將優先考慮患者基於視覺誘發電位（VEP）進行選擇的速度，以及患者和護理人員在對話中的主觀體驗。

Allison指出，在這個領域的成功是非常相對的。他說：“如果你面對一個每分鐘零單詞溝通量的人，那麼即使達到每分鐘一個單詞——這也是巨大的進步。”雖然自然流暢的交流將是一項了不起的成就，但對於晚期ALS患者來說，任何形式的交流都將是一種福音。使用輔助交流的患者經常會參與到有關自身護理和臨終決策的重要選擇中，而這些系統（無論速度如何）的可靠性將是倫理和法律事務中的一個關鍵因素。

根據美國疾病控制與預防中心（U.S. Centers for Disease Control and Prevention）的資料，ALS在美國大約影響30000人，每年新增確診病例約5000例（https://www.cdc.gov/als/abouttheregistrymain/about-amyotrophic-lateral-sclerosis-als.html）。Cognixion公司的這項研究目前正在ALS Association的幫助下招募參與者。

Axon – R裝置帶有供開發者使用的工具和反饋功能，它是Cognixion One頭戴式裝置的研究版本。2023年，Cognixion One頭戴式裝置獲得了美國食品藥品監督管理局（FDA）的突破性裝置認定，該認定計劃旨在幫助簡化針對未滿足需求的醫療裝置的審批流程（https://www.cognixion.com/blog/2023/5/3/cognixion-receives-fda-breakthrough-device-designation-for-its-brain-computer-interface-with-augmented-reality-for-assistive-communication）。Cognixion公司目前將Axon – R作為一個研究平臺出售，起售價為25000美元。最終的消費型Cognixion One將不需要具備所有相同的功能，但價格尚未確定。

Ullrich指出，該公司的技術作為一個多功能的交流和控制平臺，可能對處於ALS早期階段的患者，以及患有其他影響行動能力或交流能力疾病（如腦癱、多發性硬化症或脊髓損傷）的人群也有用。

腦機介面（BCI）輔助語音的另一個主要方法是使用植入電極，並記錄大腦中與生成語音相關部位的訊號。更廣泛地說，腦機介面技術正在被研究用於多種用途，例如輪椅或機器人假肢的控制、遊戲與娛樂，以及大腦健康和活動的常規監測。