科學(xué)家將芯片植入猴腦 用腦電波控制虛擬手臂

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，目前，在美國(guó)杜克大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)研究中心，第一次演示了一個(gè)靈長(zhǎng)類大腦和一個(gè)虛擬身體之間的雙向聯(lián)系，科學(xué)家訓(xùn)練兩只猴子學(xué)習(xí)只使用腦電波來(lái)移動(dòng)虛擬手臂和分辨虛擬物體的紋路。

被植入電腦芯片的猴子能夠看到和移動(dòng)虛擬物品并分辨物體的紋路，這表明在幫助嚴(yán)重癱瘓病人再一次接觸社會(huì)的探索上更進(jìn)了一步。

杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)和哲學(xué)博士米格爾-尼可雷里斯說(shuō)：“在不久的將來(lái)，四肢癱瘓的病人將利用這項(xiàng)技術(shù)，不僅能夠移動(dòng)手臂和再次行走，而且能夠感覺(jué)到手中物品的紋路，或者通過(guò)安裝的機(jī)器肢體能夠體會(huì)到紋路的細(xì)微差別。”他是美國(guó)杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)生物學(xué)教授和神經(jīng)系統(tǒng)研究中心主任，在這一領(lǐng)域有較深的資歷.

猴子們通過(guò)腦電波控制虛擬手臂放到虛擬物品的表面，并且通過(guò)接觸能夠分辨它們的紋路。盡管研究中使用的虛擬物品外觀相同，它們被設(shè)計(jì)成不同的紋路來(lái)測(cè)試猴子是否能通過(guò)腦電波直接控制虛擬手臂分辨其中不同。虛擬物品的紋路以微弱的電信號(hào)傳輸?shù)胶镒拥拇竽X，三種不同的電信號(hào)就代表三種不同的紋路.

10月5日出版的《自然》雜志報(bào)道了資深專家尼可雷里斯的研究結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過(guò)程猴子的任何身體部分都沒(méi)有參與操作，這就表明將來(lái)脊椎神經(jīng)損傷嚴(yán)重的癱瘓患者可以利用這個(gè)技術(shù)，不僅能重新移動(dòng)也能重新恢復(fù)觸覺(jué)。

尼可雷里斯說(shuō)：“這是第一次演示大腦和虛擬身體之間通過(guò)電腦芯片建立雙向的直接連接，當(dāng)虛擬手臂觸摸并產(chǎn)生反饋信號(hào)，傳送的的電信號(hào)刺激動(dòng)物腦皮層的另外一個(gè)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)腦電波直接控制虛擬身體。"

“我們期待未來(lái)的幾年內(nèi)這項(xiàng)技術(shù)能夠幫助那些不能移動(dòng)的或者從未體驗(yàn)過(guò)外面世界的病人重新獨(dú)立生活。這也是第一次我們觀察大腦控制虛擬手臂接觸物體的同時(shí)大腦接收虛擬手臂獲得的描述物體細(xì)微結(jié)構(gòu)的電信號(hào)”，尼可雷里斯補(bǔ)充道。

由猴子大腦運(yùn)動(dòng)皮層的50-200個(gè)神經(jīng)元群體組合成的腦電波控制虛擬手臂的移動(dòng)，與此同時(shí)，觸覺(jué)皮層成千上萬(wàn)的神經(jīng)元從虛擬手掌接收反饋信號(hào)，通過(guò)這種方式讓猴子僅依靠紋路就能區(qū)分物品。

據(jù)悉，參與這次試驗(yàn)的兩只猴子，一只嘗試了4次，另外一只嘗試了9次，就學(xué)會(huì)選擇正確的的物品。這幾次試驗(yàn)表明，事實(shí)上猴子們能夠感覺(jué)到物品而不是隨機(jī)選取的。

尼可雷里斯認(rèn)為在靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上的成功使我們相信將來(lái)人類能夠更容易的完成同樣的任務(wù)。這些結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)創(chuàng)造一個(gè)機(jī)器肢體來(lái)幫助嚴(yán)重癱瘓病人探索世界和接受外界信息是可行的，這個(gè)肢體由病人自己的腦電波控制來(lái)幫助他們獨(dú)立移動(dòng)。同時(shí)，肢體上的傳感器會(huì)生成反饋信號(hào)幫助大腦分辨物品的紋理、形狀和溫度，以及他們要走的道路的路況。

目前，這種治療方式被一個(gè)名為“再次行走”的國(guó)際非盈利組織采用，這個(gè)組織是由巴西、美國(guó)、瑞士、德國(guó)等國(guó)家的科學(xué)家建立的，他們的目標(biāo)是讓全身癱瘓的病人通過(guò)腦電波芯片與全身機(jī)器肢體連接回復(fù)行走。最近國(guó)際科學(xué)組織提出建議，在2014年巴西足球世界杯開賽前對(duì)獨(dú)立的機(jī)器肢體進(jìn)行第一次公開演示。