用意念就能操縱機(jī)械手嗎？

　　關(guān)鍵詞：意識(shí)、機(jī)器人、腦信號(hào)

　　如果有人不幸失去了四肢，目前只能安裝一些固定的假肢，作為裝飾或支撐。那么有沒有可能，有一天，人類可以用意念操縱機(jī)械手或機(jī)械腳呢？如果能夠做到的話，殘疾人就可以像正常人一樣生活，說不定還比普通人擁有更大的臂力或速度呢。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，科學(xué)家正在做著不懈的努力。

　　用意念控制機(jī)械手，在理論上是完全可行的。既然我們肌肉的運(yùn)動(dòng)要受到腦信號(hào)的指揮，那么如果能把這些信號(hào)取出來去控制機(jī)器，不就能做到這一點(diǎn)了嗎？可問題是，我們需要知道，控制某個(gè)動(dòng)作的腦信號(hào)究竟只來自某個(gè)特定的神經(jīng)細(xì)胞呢，還是來自許多神經(jīng)細(xì)胞的協(xié)同活動(dòng)？如果是前者的話，那么要找到這樣的細(xì)胞可就像大海撈針一樣難辦了。美國(guó)杜克大學(xué)的尼科萊利斯教授發(fā)現(xiàn)答案是后者。但是這些組合起來的神經(jīng)細(xì)胞可能參與各種各樣的動(dòng)作，究竟會(huì)做出哪個(gè)動(dòng)作，就必須通過分析搜集到的神經(jīng)信號(hào)來確定。

　　猴子通過意念操縱機(jī)械臂。(1a) 在猴子所戴的電極帽上安裝了5 ～ 10 個(gè)電極，每個(gè)電極又含有16 ～ 128 根微絲。(1b)微絲插入腦內(nèi)2 毫米深。(1c) 每根微絲就像一根天線那樣可以接收1 ～ 4 個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào)。(2) 當(dāng)猴子想要移動(dòng)屏幕上的光標(biāo)時(shí)電極上記錄到的信號(hào)。(3) 把這些信號(hào)和以前猴臂實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)記錄下來的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，進(jìn)一步控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)

　　尼科萊利斯在猴子腦運(yùn)動(dòng)區(qū)的許多部位埋藏了電極微絲，然后訓(xùn)練猴子通過操縱桿去移動(dòng)計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)。猴子在做動(dòng)作的時(shí)候，插在猴腦里的電極記錄下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的活動(dòng)，并把這些信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)里進(jìn)行處理，以找出這些信號(hào)和操縱桿運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。當(dāng)計(jì)算機(jī)完成了這樣的分析后，研究人員就用腦信號(hào)，而不是用操縱桿的輸出信號(hào)去移動(dòng)光標(biāo)了。不久以后，猴子也發(fā)現(xiàn)它根本不用動(dòng)手，只要想想就可以移動(dòng)屏幕上的光標(biāo)。當(dāng)然，研究人員還會(huì)采取獎(jiǎng)勵(lì)措施，如果光標(biāo)移動(dòng)正確，猴子就會(huì)得到果汁，這樣猴子用思想來移動(dòng)光標(biāo)就越來越熟練了。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們很自然地就會(huì)想到，既然猴子的腦信號(hào)能夠指揮光標(biāo)，那么它應(yīng)該也可以操縱機(jī)器。

　　2008年1月10日，尼科萊利斯實(shí)驗(yàn)室的猴子依多亞成功了，它用意念驅(qū)動(dòng)了一臺(tái)遠(yuǎn)在日本京都的機(jī)器人“計(jì)算的腦”穩(wěn)步行走。

　　在正式做實(shí)驗(yàn)的那一天，記錄到的數(shù)據(jù)通過高速互聯(lián)網(wǎng)源源不斷地輸送到半個(gè)地球之外的“計(jì)算的腦”，而機(jī)器人腿的活動(dòng)情形又送回到依多亞面前的一塊屏幕上給它看。如果依多亞能夠讓機(jī)器人的關(guān)節(jié)活動(dòng)和自己的相應(yīng)關(guān)節(jié)的活動(dòng)同步，就給它獎(jiǎng)勵(lì)。當(dāng)依多亞開步走的時(shí)候，“計(jì)算的腦”真的也邁開了同樣的步伐！尼科萊利斯認(rèn)為：“腦把機(jī)器人也當(dāng)作了自己身體的一部分。它在運(yùn)動(dòng)皮層的不同區(qū)域建立起機(jī)器人的代表區(qū)�！币簿褪钦f，讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的命令就是從這些區(qū)域發(fā)出來的。（顧凡及）

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