關于腦波方面的課題,世界各地的機構和科學家已經進行了不少研究,并且取得了不錯的進展。現(xiàn)在,該領域的研究人員有了最新進展,他們利用來自不同動物的腦波實現(xiàn)了虛擬手臂控制、模式識別、甚至是預測天氣。
要繼續(xù)這方面的話題,我們需要談到一個“腦機接口”(brain-machine interfaces,BMI)的概念。這一概念一直處于前沿領域,旨在幫助人(或動物)的大腦與設備直接建立連接,相互間傳遞信息和指令。目前,該技術主要通過附著于頭皮附近的電極對腦波信號進行讀取,進而轉換成具體命令,各類在視覺、聽覺和肢體運動方面存在功能障礙的人士有望從中獲益。
現(xiàn)在,研究人員打算更進一步,在生物的大腦間建立聯(lián)系。這一革命性的想法有望為我們帶來全新的有機超級計算機,進而在一些特定領域得到應用。例如,讀者朋友可能對閉鎖綜合征感到陌生,法國時尚雜志《ELLE》前主編讓·多米尼克·鮑比(Jean-Dominique Bauby)就不幸罹患此病。閉鎖綜合征的患者雖然意識清醒,且對語言的理解無障礙,但因大腦部分功能受損,相應神經信號被阻斷,因此無法說話,而且四肢無法移動。如果這一想法成為現(xiàn)實,則可以為此類人群帶來全新的溝通方式,甚至有望超越語言的界限。
在該領域,杜克大學的神經系統(tǒng)科學家走在了前面。2013年,他們在兩只老鼠的某些大腦區(qū)域建立了連接,使得其中一只的感覺和體驗能夠傳遞給另一只,后者會做出相應的反應。而接下來的實驗更進一步,在不同的猴子間展開,讓它們可以通過自己的意識共同控制一只虛擬手臂。研究人員將他們的成果稱之為“Brainet”,這是一種連接大腦間的網絡,能夠完成簡單任務。通過電機以及其他器材的幫助,研究人員對來自3只猴子超過700個神經元的活動進行監(jiān)測。
這些猴子試圖控制的手臂來自位于另一處房間的一只虛擬猴子身上,后者可以被手持搖桿或腦波技術控制。在經過了一系列實驗之后,研究人員發(fā)現(xiàn),這些猴子之間可以如團隊般協(xié)同工作,共同將手臂向一個目標移動。在進行了適當?shù)莫勂芳钪?,這些猴子表現(xiàn)得更好。
上述研究人員還在4只成年老鼠間開展了另一項實驗。這些老鼠的軀體感覺皮質層通過導電帶進行了連接,可以接收和發(fā)送信息。在試驗中,關于溫度以及氣壓的信息被傳遞給這些老鼠,后者能夠相互間共享經驗,共同對降雨的可能性進行預測。研究人員還注意到,該網絡在多只老鼠間的運作效率要等于甚至高于在單只老鼠大腦上的表現(xiàn)。
對此,杜克大學醫(yī)學院神經工程中心主任、同時也是研究帶頭人的米諾·尼克萊尼斯(Miguel Nicolelis)表示,這是共享腦機接口的首次演示,其為接下來臨床應用的開展奠定了基礎。
目前,尼克萊尼斯正在與巴西的非盈利項目“重新站立”計劃合作,旨在開發(fā)用于人體的非侵入式腦機網絡,幫助那些癱瘓病人重獲行動能力。
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