原创 能读懂人的意图的新神经植入装置

    一个已瘫痪的病人能够利用大脑植入装置控制机械臂，顺畅地饮用一瓶啤酒是否令人惊讶？这表示大脑植入装置第一次通过思维控制来执行动作，而不是运动力学。此发明创造了令人惊讶的自然运动，以及在多个机械臂操作的研究方面有着巨大的潜力。

　　由于疾病或损伤，成千上万的人失去了感官和控制肌体的能力。近年来，一些研究表明，记录这些个体的大脑活动，并利用这些信息来恢复运动功能是有可能实现的。依据初级皮层运动区的记录信号——大脑中控制运动所必需的部分——已经可以被运用于指挥外部设备，如电脑屏幕上的光标，甚至机器手臂。

　　然而，这种方法常出现延迟和不稳固的活动。随着这一领域的研究不断发展，新的可能性即将面世。目前，最新的研究运用了一种新的方法：测量大脑后顶叶皮层区域的神经元，该区域负责处理人的意图信息，然后利用测量信息控制人体动作。

　　人类执行每一项运动之前，一定事先有个运动意图。对于生活的常规行为，例如抓住喜欢的咖啡杯，或打开灯的开关，人的意图能在零点几秒内轻松展开并完成，因此他们通常被忽略。

　　尽管有着稍纵即逝的特质，大量的基础心理学和神经学证据表明，人类的动作意图构成一个极为丰富的信息源，包括结果预期、感官体验预测以及动作等。虽然人们普遍认为这些信息有助于动作的控制，但这个假设本身是很难去评估的。

　　新的研究乃是通过利用后顶叶皮层神经元的信息记录来控制电脑界面和显示器的操作。埃里克·索图（Erik Sorto）10 年前遭受了脊椎损伤，导致无法感知和运动其手臂、双腿和躯干。研究者首先使用磁共振成像来识别其大脑区域，这些区域会随着埃里克够到、抓住物品的动作想象而变得活跃。

　　随之他们往可以记录单个神经细胞活动的区域植入电极。这些电极的记录显示，病人可以自主控制单一神经元的活动。部分细胞以一种特定的方式作出反应。举个例子，当索图想象着把手伸到嘴巴，而不是伸到下巴或耳朵时，单个细胞也许就会出现增加或减少。

　　据研究，一些细胞的活动与手臂或眼球运动有着特定的联系。那些选择性的手臂运动，比如当 Sorto 设想着单手臂动作时，某些细胞会变得活跃。这也意味着这些信号或能与多个附加机器一同控制与机器人的交流。

　　这些信号也可能是灵活的。考虑到我们能够以不同的方式使用各种形状的手持工具——而能以相似的操作并实现相同的目标。例如，我们能够把我们的名字用铅笔写在纸上，或用一根棍子写在沙滩上。行动的目的是相同的，但使用的工具是不同的。

　　为了做到这一点，控制系统必须能够适应工具和环境特征的不断变化。也许从能够反映出行动意图的细胞捕获到的信息同样是可塑的。如果我们要使用相同的大脑信号来控制各种设备，这是必不可少的。

　　《星球大战》的粉丝们会记得帝国反击战中卢克·天行者第一次弯曲他的新机械手的情景。实现这个我们还有很长的路要走，但对于无法控制自身大部分肌体的病人来说，这部新作是一个巨大的进步，而且它的确为该领域革命性的研究提供了可能性。

来自: 网易科技