腦機界面的發(fā)展之路：用意念控制機械臂不是夢(mèng)

　　2012年，一個(gè)特殊的傳感器植入到了一位癱瘓女士的大腦表層，它擁有96個(gè)電極，僅為阿司匹林藥片大小。之后，女士在無(wú)人幫助的情況下，用意念控制機器人手臂完成了喝飲料動(dòng)作：拿起杯子，將嘴湊到吸管邊，順利喝完它。

　　對于該女士和其背后的BrainGate計劃，以上動(dòng)作是歷史性的一刻。這是她癱瘓15年來(lái)第一次拿起某個(gè)東西，更別說(shuō)自己喝飲料。 10年前發(fā)起該項目的神經(jīng)系統科學(xué)家John Donoghue表示：“這是一個(gè)非常巨大的成就，我們終于幫助病人實(shí)現了多年來(lái)的夙愿。”

　　這是尚處在新興階段的腦機界面研究的重要一步，神經(jīng)科學(xué)家和工程師用特殊移植物、機器人四肢甚至是整個(gè)外骨骼，拯救癱瘓、帕金森癥或中風(fēng)患者。

　　緩慢但堅定的發(fā)展

　　10年前，Donoghue團隊將他們的實(shí)驗對象從猴子轉為人，取得一系列成功，比如讓一位53歲的太太用手觸及到了目標物。

　　美國西北大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)教授Lee Miiler，最近也有了突破。他的團隊將多電極陣列移植到了猴子的大腦中，并成功幫助它們完成抓、舉、扔球等一系列動(dòng)作。植入物能夠跟蹤活動(dòng)，讀取100個(gè)神經(jīng)元發(fā)出的信號，當然，在人體活動(dòng)中可能有100萬(wàn)個(gè)參與其中。

　　他說(shuō)道：“很多人類(lèi)可以做到的動(dòng)作，動(dòng)物無(wú)法做到，雖然我們能夠讓猴子做出抓、扔等一系列動(dòng)作，但我們不能讓它們彈鋼琴。”

　　生物工程師Eberhard Fetz說(shuō)：“大腦能控制肌肉，而腦機界面能夠接受大腦發(fā)出的控制信號，然后激活人造肌肉和人造四肢。因此，它并非控制手指，而是控制能控制手指的細胞。”

　　將想法變?yōu)樾袆?dòng)

　　世界上的其他團隊正在致力于將腦機界面運用于其他領(lǐng)域：從控制直升機到控制DNA。

　　杜克大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授Miguel Nicolelis是腦機界面領(lǐng)域的先鋒，是第一位提出動(dòng)物(包括人類(lèi))能通過(guò)腦機界面控制義肢的神經(jīng)科學(xué)家，而且他開(kāi)發(fā)的慢性、多位點(diǎn)、多電極記錄，為科學(xué)家測量大腦神經(jīng)元活動(dòng)提供了很好的基礎。

　　Nicolelis的Walk Again計劃在今年夏天取得了了舉世矚目的成就，一位29歲的癱患病人Nicolelis穿戴點(diǎn)滿(mǎn)電極的金屬球衣和藍色帽子，為巴西世界杯開(kāi)球!這位球員用自己的意念控制了機器外骨骼。

　　在這震驚世界的“偉大一踢”之后，Nicolelis激動(dòng)地說(shuō)：“總有一天，當我們走在紐約街頭，我們可以看到一位之前無(wú)法行走的人在快樂(lè )地踢球，我相信在我有生之年能夠見(jiàn)到這樣的場(chǎng)景。”

　　現在腦機界面仍處于早期階段。大腦中的神經(jīng)元數量極為龐大，研究困難重重。奮斗在該領(lǐng)域的科學(xué)家會(huì )慶祝自己的每一個(gè)小小勝利，一個(gè)看似簡(jiǎn)單的抓舉動(dòng)作都能夠讓他們激動(dòng)萬(wàn)分，因為這對他們和病人都是巨大的一歩。

　　2012年，在《紐約時(shí)報》的一次采訪(fǎng)中，BranGate研究計劃的Donoghue說(shuō)：“我記得在一次討論中，有人問(wèn)一位對計劃感興趣的病人：‘你想重新行走嗎?’他問(wèn)答：‘不，我只想用手摸到鼻子。’”