网易科技讯 6月19日消息,Erik Sorto已经瘫痪了十几年了,这一切都源于他在13年前遭受的一次枪击。科技能为这个可怜的人做些什么呢?科学家在他的大脑中植入了一个芯片,使得他能够控制一条机器手臂完成简单的动作,如握手、下棋、使用剪刀,当然,还有最让Erik满意的:喝啤酒。Erik表示自己一直以来最大的梦想就是自己喝啤酒,他说最怀念的是那种自主的感觉、不依赖别人的感觉。
早在2006年,一位瘫痪患者就通过大脑植入芯片,仅依靠大脑活动移动了电脑屏幕上的鼠标。自打那时起,科学家就一直在完善这项技术。
最初,科学家的研究集中在大脑的运动皮质上,这是协调我们肌肉活动的一部分。可惜研究结果却是非常蹩脚的手臂活动。究其原因,可能因为人类四肢有着27种不同的活动方式。随后,CalTech的神经科学家 Richard Andersen将研究重点转移到了大脑的另一部分:后顶叶皮层。运动皮质负责调度每一块肌肉,而后顶叶皮层则负责规划如何调动肌肉。换句话说,后顶叶皮层制定计划,而运动皮质执行计划。 Richard Andersen使用芯片接收大脑发出的喝啤酒的信号,而电脑负责规划如何控制机器手臂实现这一目的。
Erik表示这一技术操作起来比他想象的简单许多,他非常高兴能用上机器手臂。
目前科学界就大脑的哪部分最适合芯片植入还存在争议,科学家也没有就高级目标命令和低级运动指令的分界线达成共识。目前看来,最佳解决方案是两方面都照顾一下。为了实现仿人类四肢活动,电脑需要知道高级命令,也需要了解低级运动路径,二者同样重要。
这种芯片技术尚未成熟,它有着许多关键问题需要解决。实际上,Erik现在需要连接一台笨重的电脑在他身后来控制他的机器手臂,而连接线则在他的皮肤下面通过,要知道这可不是所有人都能接受的。同时这些电线还带来了潜在的感染风险。幸运的是,Erik现在还没有出现任何感染的症状。理想情况是通过无线传输数据,但这看似简单的手臂动作所需要的数据量庞大的让人难以置信,无线网络很难承载那么大的数据流,这就成了一个很难解决的矛盾问题。
感染并不是唯一的担忧,植入大脑的芯片通过刺入大脑针脚接收信号,这会给大脑带来一定的损害。针脚可能会切断大脑中某些部分神经连接,偶然的情况下使大脑永远失去某些功能。更令人担忧的是,人类大脑是一个具有腐蚀性的环境,植入的芯片无法在长时间内保持完好,然而每五年进行一次开颅手术重置芯片也不是可行的解决方案。
这种机器臂亟需增加的功能是反馈。目前,Erik必须目不转睛地盯着他的机器手臂才能实现抓起啤酒的动作。这让整个过程显得痛苦无比,日常生活中人们只需要瞥一眼就可以抓起东西,这是因为手臂有着触觉反馈,大脑知道手掌碰到了什么东西。Andersen 和他的团队正在研究将信息输入大脑的途径。
Andersen 团队已经在两个病人的大脑中植入了芯片,他们给Erik这样的病人带来的并不只是喝啤酒的愉悦感,更重要的是,Erik感受到了自己的价值:“我觉得这个项目需要我的参与,我在帮助未来的机器手臂越做越好。”
(岳恒)
