八、腦電波控制的機(jī)械手臂技術(shù)升級

　　研究人員表示一個以思維為動力的機(jī)械手臂可以幫助殘疾患者獨立完成一些伸手可及的事情。在一項新的研究中，兩個幾乎全身癱瘓的病人只用他們大腦信號的指示就能通過機(jī)械手臂夠到并抓起小球和裝有咖啡的水壺?？茖W(xué)家又向恢復(fù)脊髓受傷、失去四肢和因為其他條件行動受限的人的行動能力前進(jìn)了一步。

　　動物和機(jī)器之間的思維結(jié)合并不新奇，自從上個世紀(jì)70年代以來研究人員就一直在進(jìn)行著各種嘗試。在過去對大腦機(jī)器接口的研究中，曾使猴子能夠控制機(jī)械手臂和使癱瘓的病人控制屏幕上的光標(biāo)。但研究人員不知道人類能否控制機(jī)械手臂出色地完成一些更復(fù)雜的動作，比如在三維空間中運(yùn)動或在不移動物體的情況下用適當(dāng)?shù)牧Φ雷プ∷?/p>

　　這個電極被稱為“大腦之門”，能讀取腦電波并發(fā)送到電腦上將其轉(zhuǎn)化成指令。這些指令能夠使癱瘓的病人通過思維控制機(jī)械手臂。

　　美國布朗大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家約翰多諾霍（John Donoghue）曾領(lǐng)導(dǎo)過用思維控制光標(biāo)的實驗，他和他的同事測試了兩個患有閉鎖綜合癥病人的思維。“S3”，一位58歲的女士，因15年前腦干受損失去了活動和說話的能力。“T2”，一位66歲的男士，在2006年同樣因為腦干受損，如今只有頭部和眼睛能活動。

　　

　　S3，一個患有閉鎖綜合癥的病人，通過她的思維操縱機(jī)械手臂，15年來第一次端起了自己的咖啡。

　　大腦皮質(zhì)區(qū)是控制隨意運(yùn)動的地方，每個病人在其運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)都被注入了嬰兒服用的阿司匹林藥片大小的一排電極。這個電極系被稱為“大腦之門”，它能讀取大腦信號并通過電線發(fā)送到電腦，電腦再將這些信號轉(zhuǎn)化成指令。一個確切的活動指令能告訴機(jī)械手臂向左或向右移動，另一個則控制向上或向下。校正裝置、適應(yīng)病人的大腦大概需要半個小時，病人并沒有事先經(jīng)受練習(xí)使用機(jī)械手臂的訓(xùn)練。

　　通過用自己的思維控制機(jī)械手臂，S3和T2能伸手接觸直徑6厘米的小球，在超過200次的嘗試中命中率在49%~95%，成功接觸的情況下有三分之二能成功抓取。S3還能從桌子上舉起瓶子拿到唇邊，并通過吸管小口啜飲瓶中的咖啡。

　　“這是15年來第一次她可以自己喝東西。”研究者、美國麻省綜合醫(yī)院的神經(jīng)學(xué)家雷。霍茨伯格（Leigh Hochberg）說，“她臉上的笑容將令我和我的同事永生難忘。”該研究 發(fā)表在5月16日的《自然》上。這項技術(shù)能幫助大腦或脊髓受損的病人恢復(fù)部分日?；顒铀璧男袆幽芰?。研究人員承認(rèn)植入S3的電極5年來的確有一些退化，但它仍然完全具有記錄大腦活動并控制機(jī)械手臂的能力。這也減輕了對移植入腦時間過長導(dǎo)致信號讀取能力退化的焦慮。

　　英國諾卡斯?fàn)柎髮W(xué)的神經(jīng)學(xué)家安德魯。杰克遜（Andrew Jackson）并未參加此項研究，杰克遜說，“這是一個相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，也是一個很好的范例，為什么基礎(chǔ)科學(xué)如此重要，因為它引領(lǐng)著能顯著改善病人生活質(zhì)量的應(yīng)用。”