科學(xué)家希望能夠讓殘障人士單靠腦訊號來控制義肢。先前許多研究都著重在利用運(yùn)動區(qū)的電訊號,,可是一項(xiàng)新研究顯示,,利用和計劃及動機(jī)有關(guān)的高等神經(jīng)元訊息,也可以達(dá)到目標(biāo),。
杜克大學(xué)的Miguel Nicolelis早先把證實(shí)利用腦中運(yùn)動區(qū)的神經(jīng)訊息來控制機(jī)械手臂是可行的,。不過加州理工學(xué)院的神經(jīng)生理學(xué)家Richard Andersen想試圖利用高等神經(jīng)元的訊息來達(dá)到同樣的目的。高等神經(jīng)元主要分布在腦頂葉部分,。九○年代中期,,Andersen等人發(fā)現(xiàn)就在耳朵上方一些的腦組織涉及了計劃活動,不過并非執(zhí)行活物如移動手臂,。Andersen當(dāng)時就懷疑這些訊號能不能用于控制義肢,。幾年后,他們把一個96電極的數(shù)組裝內(nèi)三只猴子腦中的頂葉區(qū)域,。當(dāng)猴子從計算機(jī)屏幕中提示要碰觸八個點(diǎn)的其中一個時,,計算機(jī)程序就解讀電極記錄到的神經(jīng)訊號。當(dāng)神經(jīng)活動碼被破解后,,該程序就能預(yù)測猴子想要碰卻實(shí)際上不碰的點(diǎn)(因?yàn)榈貌坏姜勝p),。
在一開始時,程序的預(yù)測會很不準(zhǔn),。不過當(dāng)猴子一直訓(xùn)練成想要碰某個點(diǎn)時,,程序的預(yù)測就愈來愈準(zhǔn),猴子也得到更多獎賞,。兩個月后,,計算機(jī)就能以67%的準(zhǔn)確率預(yù)測猴子的意圖。
選定認(rèn)知腦區(qū)域來了解癱瘓病人的決定有是非常有意義的,。這些區(qū)域的訊息可以用來控制義肢,。這個研究的成功,,也可以讓人們直接用意志來控制機(jī)器人等,。亞特蘭大的神經(jīng)訊息公司的神經(jīng)科學(xué)家Philip Kennedy指出,,甚至可能只要幾個高等神經(jīng)元就能夠控制許多機(jī)器了。
麻州Cyberkinetics公司的最近已得到美國食品與藥物管制署(FDA)的許可,,準(zhǔn)備在五個四肢癱瘓的病人腦中的運(yùn)動區(qū)移植芯片以解讀訊息,。不過Cyberkinetics公司的科學(xué)主任John Donoghue認(rèn)為把芯片植在頂葉可能有意想不到的副作用,。例如你該和討厭的老板握手時,不小心起了一個一閃而過的念頭,,你就賞了他一個耳光,。
原文:
Musallam, S. et al. Cognitive control signals for neural prosthetics. Science, Vol 305, Issue 5681, 258-262 , 9 July 2004.