美國實現異體操控 猴子通過腦活動控制另一猴子

孤寂如雲

在科幻電影《阿凡達》中，人通過腦電波控制可以掌控克隆外星人“阿凡達”的軀體（資料圖片）

科幻電影《阿凡達》中，人通過腦電波控制可以掌控克隆外星人“阿凡達”的軀體。美國科研人員18日報告說，他們首次在猴子身上實現了這種異體操控，這一成果有助於未來幫助癱瘓者重新控制自己的身體。

脊髓損傷會阻礙大腦指令信息向軀體的傳遞，導致運動能力受損甚至癱瘓。目前許多科學家都在研究通過模擬腦電波信號對受傷脊髓進行電刺激，使傷者的軀體能重新接收運動指令。

美國哈佛大學醫學院等機構研究人員在新一期英國《自然－通訊》雜誌上報告說，他們在實驗中使用了兩隻猴子，一隻作為發出指令的“主體”，另一隻則是接收指令、完成動作的“阿凡達”。

研究人員先在“主體”猴子的大腦中植入一個芯片，對多達100個神經元的電活動進行監控，記錄它支配每個身體動作時的大腦神經元電活動。而猴子“阿凡達”脊髓中則植入了36個電極，並嘗試刺激不同的電極組合以研究對肢體運動有何影響。

在實驗中，研究人員通過儀器將這兩隻猴子身上的裝置相連接，並給“阿凡達”服用了鎮靜劑，使它的身體動作完全由“主體”的腦活動所控制。它倆的任務是協作使得電腦屏幕上的光標上下移動，操縱桿掌握在“阿凡達”手中。結果“主體”控制“阿凡達”完成這一任務的成功率高達98％。

研究人員說，他們的終極目標是利用此項技術使癱瘓人士重獲運動能力，不過上下移動光標這種簡單能力還遠不足以改善癱瘓患者的生活，而且猴子與人有很大的差異，將這種技術運用到人體前還需更多研究。


美國要打造阿凡達式機器人

2012年，美國國防部曾透露了代號為“阿凡達”的計劃，五角大樓投入700萬美元，旨在開發通過意念遙控的機器人。這些被意念遙控的機器人足以成為士兵的完美替身，有望在未來代替士兵征戰沙場。這也是很多科學家目前最熱衷研究的領域，即通過大腦指令操縱強大的機器，將大腦智慧和機器合二為一。

2008年美國匹茲堡大學的科學家宣布實現了讓猴子用“意念”控制機械手臂的運動。2011年10月，美國杜克大學醫學中心宣布他們不僅能夠讓猴子用意念移動虛擬手掌，還能感受虛擬手掌觸摸物體的觸覺信號。2012年，浙江大學團隊宣布可以通過猴子的“意念”，控制機械手實現抓、勾、握、捏四種不同的手部動作。


日法科學家打造腦控機器人

2013年，日本和法國的科學家對外展示了利用思想控制技術完成的高科技成果，操作者可以用大腦意念控制機器人的行動。實驗中，操作者需要戴上一頂裝有多個傳感器的特殊帽子，然後將操作者的想法傳送給計算機，計算機將這些想法用軟件翻譯成數字指令傳送給機器人，從而控制機器人進行簡單的活動。比如走路、在幾個不同形狀與顏色飲料瓶變換位置後選出既定目標，看上去就像電影裏的阿凡達。

而歐盟人機交互研發項目負責人去年5月接受新華社采訪時透露，歐盟的有關研究已經取得初步進展。利用技術手段可以實現人與機器人的交互，讓機器人到危險或者人類無法抵達的地方，就仿佛人到了那個地方一樣，人完全可以按照自己的意識操作機器人， “初級版阿凡達”有望5年實現。


中國科學家曾實現兩隻蟾蜍互感互動

我國科學家也一直在進行異體控制方面的探索。據新華社報道，2010年1月28日，利用微電子神經橋和互聯網技術，南京和北京之間實現兩隻蟾蜍互感互動。

當時來自東南大學、南通大學、中國康復研究中心等科研單位的學者，組成南京和北京兩個小組。在一隻坐骨神經已與微電子神經橋發射端連接的蟾蜍腳趾上，北京實驗小組給蟾蜍一個刺激，使蟾蜍腿產生縮腿動作。微電子系統將此神經信號放大處理後通過3G無線互聯網傳送到南京，南京的實驗小組將北京蟾蜍的坐骨神經信號接收、處理，刺激本地蟾蜍的坐骨神經。這時，南京的蟾蜍做出和北京蟾蜍相似的縮腿動作。反過來，南京的實驗蟾蜍縮腿時，其坐骨神經上的神經信號傳送到北京後也控制北京的實驗蟾蜍產生類似縮腿動作。兩地的實驗得到了相同的結果，從而，驗證了千里之外兩隻蟾蜍可以實現互感互動的科學設想。不過，由於當時人們還不能解讀肢體運動的神經編碼，所以上述實驗室是利用人工控制的信號產生肢體運動，與正常人肢體運動的自由度與和諧度相去甚遠。

負責這一項目的王志功教授當時表示，根據本次實驗結果推想的方案，未來可以通過“微電子神經橋”和無線傳輸技術，將健康人肢體運動相關的神經信號與癱瘓病人的運動控制神經系統聯系起來，從而使癱瘓病人的肢體在健康人動作相關神經信號的控制下，完成類似的和諧動作，達到康復鍛煉的目的。也可以將在千里之外的機器人的信息系統通過“微電子神經橋”和無線傳輸系統與本地人的神經系統聯系起來，使異地的機器人在本地人動作相關神經信號的控制下，完成類似的高難動作。四年之後的今天，美國科學家在上述領域已經邁出了關鍵一步。

河南商報 / 騰訊網