新型无线脑机接口：猴子可用思想控制轮椅

研究人员们已经研发出了一款能让猴子利用它们自己的思维控制轮椅移动的无线大脑界面。这一突破意味着人类可以用类似的界面让严重瘫痪的病人利用他们的思维控制各种机器设备。

在此研究之前，研究人员们已经利用大脑-机器界面(BMI)来帮助灵长类动物控制假肢。但正如这个研究展示的一样，人类有可能利用皮层植入物传来的信号来协助整个身体进行移动。虽然新研究仅针对轮椅的移动，但它有说服力地说明人类能够突破身体的干预，通过BMI控制更加精密的机器设备。该研究的细节被发表在自然旗下的科学报告上。

该研究由杜克大学健康中心的大脑界面专家Miguel Nicolelis领导，它也是第一个成功利用BMI帮助整个身体进行移动的研究。研究人员们在猴子的大脑中植入了无线的高吞吐量多通道设备后，向人们演示猴子能够利用约300个神经元自由地控制电动轮椅。该设备允许它们实时想象轨道并利用无线连接导航到目标处。

该实验是Nicolelis“再次走路”项目的一部分，该项目专门研究能够阅读瘫痪病人脑电波并将它们转变为信号控制假肢和其它辅助设备的技术。

他表示：“我们并不仅仅针对轮椅，实际上我们在研究与此类似的机器人外骨骼。但从原则上来说，这种通用方法适用于任何交通工具。”严重瘫痪的病人能够利用该系统控制家里的各种智能设备。

该实验始于几年前，那时Nicolelis在两只恒河猴的大脑中植入了几百根像头发丝一样细的微丝，这两只猴子非常健康，它们的躯体活动并没有受到任何限制。按照Nicolelis的话来说，它们比某些美国人还要健康。

研究人员们利用一碗葡萄来训练猴子驾驶着轮椅到达目的地。他们仔细地记下猴子在此过程中的大脑活动。随后，他们编写程序将这种到来的大脑信号转变为数字的运动命令，控制轮椅的移动。

与以前让灵长类动物控制假肢的实验不同的是，这些猴子们事先并没有接受过操纵杆训练，因为四肢麻痹和患有肌萎缩侧索硬化症的病人无法使用手或身体其它部位。

有趣的是，随着时间的流逝猴子们越来越擅长这样的任务。它们的导航效率变得更高，研究人员们分析了它们的大脑信号之后，发现它们实际上会思索它们与葡萄之间的距离。Nicolelis表示，这一信号在实验最开始的时候并没有出现，表明大脑在与外来移动设备同化这方面具有很强的灵活性。Nicolelis说：“我们的数据显示轮椅已经被猴子的大脑同化，实质上轮椅已经变成了猴子大脑的一部分。”

目前世界上也有其它BMI，包括由脑电图描记法驱动的非侵入式界面设备。不幸的是，这些设备受到的限制非常多。新研究表明，为了记下复杂的全身运动，人们需要永久性的大脑植入物。对于人类而言，这意味着手术和潜在的植入物损坏问题。而Nicolelis的研究显示，这些植入物耐用且安全。

在别的植入物只能在人类大脑中待几周或者几个月的时候，他的植入物能够待7年时间。研究人员们为了实现这样的耐用性，采用了像头发丝一样的弹性微丝。这些微丝被植入到大脑中之后，会慢慢地与大脑组织连接起来。由于植入物同大脑组织一起移动，因此它们并不会损伤大脑。Nicolelis说：“这让我们自信该技术能够很快被用到人类身上。”事实上，下一步很有可能就是人体试验。

他表示：“我们即将要做人体试验了。我们已经研究好了这一技术，因此我们正在准备申请人体植入物。历经17年的研究，我们终于要走到这一步了。我认为我们已经准备好了。”

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原文发布时间为：2016-03-06

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