腦子里裝了四枚芯片，這個(gè)癱瘓病人用意念控制機(jī)械臂

本文作者：劉子榆

2016-10-14 17:23

導(dǎo)語(yǔ)：在癱瘓病人腦中植入芯片，利用腦機(jī)接口技術(shù)，讓他重新獲得觸覺(jué)。

2014 年巴西世界杯期間，一名腰部以下癱瘓的少年通過(guò)由腦電波控制的機(jī)器外骨骼踢出了世界杯的第一腳球。這里利用的就是腦機(jī)接口技術(shù) （Brain-Computer Interface，簡(jiǎn)稱BCI）。通過(guò)讓用戶依靠個(gè)人意念來(lái)進(jìn)行交流以及控制設(shè)備，腦機(jī)接口對(duì)幫助 ALS 等病患治療有巨大潛力。

（圖片來(lái)源：the verge）

“食指、中指、小拇指……” Nathan Copeland 正在向他的訓(xùn)練員描述他的感受。

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，十幾年前， Copeland 在 18 歲時(shí)因一場(chǎng)車禍導(dǎo)致脖子以下部位都無(wú)法移動(dòng)。而匹茲堡醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)團(tuán)隊(duì)在他的大腦里安裝了 4 枚微型芯片，讓他能通過(guò)意識(shí)來(lái)控制機(jī)器人手柄，并且在旁人接觸到機(jī)械手臂的時(shí)候，Copeland 也會(huì)有感覺(jué)。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，Nathan Copeland 能夠“感受”到連接到他大腦的機(jī)器人手臂的擠壓觸感。雖然這離控制自己的四肢仍然有很長(zhǎng)的一段路要走，但是人們已經(jīng)看到了未來(lái)的可能性。

現(xiàn)在，有兩個(gè)問(wèn)題：首先，這不是第一次機(jī)器手臂與人類大腦相連，事實(shí)上這已經(jīng)存在了不短的時(shí)間。關(guān)鍵在于你如何定義它。其次，要注意的是神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜性遠(yuǎn)超過(guò)我們的想象，因此這項(xiàng)突破仍然是令人難以置信的——因?yàn)樗^(guò)了其他假肢所依賴的步驟：神經(jīng)系統(tǒng)。

當(dāng)你在感受物體時(shí)，需要從物體發(fā)出反饋信號(hào)給大腦。但是，對(duì)于脊柱損傷的癱瘓病人，這些信號(hào)不能到達(dá)大腦，所以這種反饋也就行不通。

匹茲堡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)所做的基本上是將機(jī)器人手臂直接插入大腦，完全繞過(guò)了中間神經(jīng)和脊髓。機(jī)器人手被接到 Copeland 的大腦上，每個(gè)手指都對(duì)應(yīng)他大腦中的電路。

雖然 Copeland 在 12 年前的一次事故中造成了四肢癱瘓。但他仍然對(duì)觸感有著記憶——這些記憶被保留在他的大腦中。

因此，研究人員集中了測(cè)試了他對(duì)不同手指被觸摸時(shí)的感覺(jué)，并跟蹤與這種感覺(jué)相關(guān)的大腦活動(dòng)。然后他們通過(guò)手術(shù)植入四組指尖大小的微電極陣列到 Copeland 的感覺(jué)皮層中。

Copeland 驚呼：“ 這種感覺(jué)太棒了！我的手指仿佛又重新獲得了觸覺(jué)。”

在接下來(lái)的幾個(gè)月中，團(tuán)隊(duì)重復(fù)地刺激大腦的這些區(qū)域，找到產(chǎn)生觸摸食指，無(wú)名指等的感覺(jué)的模式和位置。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的正確率有 85％，現(xiàn)在準(zhǔn)確度幾乎為 100％。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)成果出版在《Science Translational Medicine》期刊上，幫助科學(xué)家以相似的方式來(lái)獲得觸控感覺(jué)，并獲得抓起、擠壓物體的移動(dòng)能力。

Via the verge