人腦控制電腦移物示意圖。制圖/胡楊
“仿生”系統(tǒng)取得重大突破，利用植入大腦的芯片控制機(jī)器運(yùn)動(dòng)，有望讓癱瘓者重獲新生
據(jù)英國(guó)《泰晤士報(bào)》13日?qǐng)?bào)道，一名高位截癱的美國(guó)男子借助一個(gè)與計(jì)算機(jī)相連的植入芯片就可通過思維打開電視機(jī)，看電子郵件和處理其它一些日常事務(wù)。這是迄今為止人類朝著開發(fā)“仿生”系統(tǒng)邁出的最大一步，它有可能使那些失去肢體的人恢復(fù)神經(jīng)運(yùn)動(dòng)的功能。美國(guó)《自然》雜志13日發(fā)表了該研究成果。
植入芯片連接電腦
25歲的馬休·納格爾來自美國(guó)的馬薩諸塞州，2001年他的脊椎骨在一次襲擊中被割斷，造成脖子以下全部癱瘓。2004年，他在羅德島醫(yī)院接受了一項(xiàng)稱為“大腦門神經(jīng)交互系統(tǒng)”的植入手術(shù)，在大腦中安放了一塊4毫米見方的芯片。
這種植入芯片被放置在大腦中樞運(yùn)動(dòng)神經(jīng)皮層上，這是大腦負(fù)責(zé)自主活動(dòng)的區(qū)域。通過芯片上的100根異常細(xì)微的電極，它可以紀(jì)錄大腦運(yùn)動(dòng)神經(jīng)皮層的神經(jīng)活動(dòng)。芯片將活動(dòng)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳輸?shù)揭粋€(gè)鑲嵌在病人頭皮上方的鈦基座上，再由一根電線將這個(gè)基座與計(jì)算機(jī)連結(jié)起來。這樣，芯片發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過計(jì)算機(jī)的解碼和處理，就可以被轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)指令了。
思維控制各項(xiàng)活動(dòng)
當(dāng)他想象著移動(dòng)自己癱瘓了的身體時(shí)，這塊植入器上的100根電極就可記錄他大腦的活動(dòng)，將這些信號(hào)傳輸給一臺(tái)可控制各種裝置的計(jì)算機(jī)上。在新英格蘭西奈醫(yī)院和馬薩諸塞州的康復(fù)中心的57次的試驗(yàn)展示中，他極大地?cái)U(kuò)大了思維控制的技能。他能夠打開模擬的電子郵件，在計(jì)算機(jī)屏幕上畫圓形的輪廓，玩一種稱為“神經(jīng)Pong”的簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)游戲，改換電視頻道，調(diào)節(jié)電視機(jī)音量，最終，他可以張開和合攏一支假手的手指，利用遙控手臂抓住和移動(dòng)物體。
讓癱瘓者重獲新生
負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的約翰·多諾古教授說，“這些結(jié)果展示了令人喜悅的前景，有一天，人們將用這些大腦信號(hào)剌激肢體的肌肉，有效地通過神經(jīng)系統(tǒng)恢復(fù)大腦對(duì)肌肉的控制。”
納格爾在參與這項(xiàng)研究之前已經(jīng)癱瘓了4年。這些結(jié)果暗示，涉及運(yùn)動(dòng)的大腦活動(dòng)在脊椎受損后持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)，可被引導(dǎo)來控制計(jì)算機(jī)化了的裝置。利用該技術(shù)，使癱瘓病人操作計(jì)算機(jī)并驅(qū)動(dòng)輪椅和使用假肢成為可能。波斯頓的馬薩諸塞州的總醫(yī)院的利?霍奇伯格說，這種系統(tǒng)將來甚至可與神經(jīng)肌肉剌激器連結(jié)，人工控制病人的肌肉，以恢復(fù)肌肉功能。（蔣建平編譯）
來源：重慶晨報(bào)