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自从神经科学家和工程师开始研究连接我们大脑和机器的接口,人们就一直在思考着用各种各样天马行空的方法去利用这种技术。我们能不能仅仅通过思考我们最爱的节目来调换电视频道?或者用意念来开车,从而解放四肢?

从理论上说,我们是可能制造出由意念控制的仿生穿戴装置的,就像Robert Downey Jnr在电影《钢铁侠》里穿的那样,或者把我们的大脑变成万能遥控器来操作房子里的所有设备。然而,即使是最尖端的新兴技术,将我们的头脑与机器连接起来依然有风险。

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11月15日的悉尼,在BBC未来举办的峰会——改变世界的理念,将会讨论新脑机接口的发展。

神经外科医生杰弗里·罗森菲尔德将在改变世界的理念峰会上讨论仿生眼睛 (图片来自 iStock)

我不能购买意念控制型机器了吗?

现在市面上已经有几款玩具可以利用意念来工作,然而,它们无法让你体会到控制钢铁侠外装的那种灵巧和力量。现在已经买得到很多小器械了,从有线的、可操控视频游戏的头戴设备,到用脑电波就可以让风扇旋转起来吹起一个球的装置。这些产品的缺点在于,它们在读取你的脑电活动时会受到源于颅骨的不可忽视的信号干扰。

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试试脑植入如何?

医学科学为瘫痪者和肢体缺失的人创造着更多的先进治疗。 去年,有位瘫痪女士接受脑植入手术, 在大脑左侧植入了一个传感器。这个传感器让她能够操控一个相当于蓝牙鼠标的小装置来“点击”平板触摸屏。 另有约翰霍普金斯大学医学院的手术为例。该手术为一个年轻人在他大脑运动皮层上控制手和胳膊活动的皮层中植入了128个电极传感器, 这使他能够自主摆动手臂义肢上的手指。.

在改变世界之想法峰会(World-Changing Ideas Summit)上,莫纳什大学的神经外科医生杰弗里•罗森菲尔德(Jeffrey Rosenfeld)将会谈及由大脑直接控制的“假体眼睛”的问题,这个项目正在由他和他的同事们进行着,旨在帮助盲人。 他们的想法是,将外部信息通过一副特制的眼镜直接传输给位于大脑视觉皮层的关键植入物。该研究团队称这项技术开发将帮助到85%的临床的失明患者。 因为信息是直接传到大脑的, 这项技术可确保接受视网膜植入治疗(也是假体眼睛再造的一种)无效的患者重见光明。相关的人体试验计划于2017年进行。

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虽然连接大脑与假肢的接口发展得越来越好,但它们仍然存在缺陷。为了读取到更清晰的大脑电信号,外科医生必须打开或穿透颅骨,将电极直接植入大脑的表面。这种手术具有极大的风险,并且,在术后一段时间,电极周围新生出的瘢痕组织会消减电信号。

关注:有望治疗失明的新的方式

除了开颅以外,是否存在更温和的方式以获取清晰的信号?

还有一个不太夸张的选择,但到目前为止,这只在羊身上进行过测试。墨尔本大学、皇家墨尔本医院和弗洛里神经科学和心理健康研究所的Nicholas Opie等人构建了一个名为stentrode 的设备,它极其微小,小到可以进入人的血管。外科医生将一个细长的弹性支架插入腹股沟的血管中,然后引导该装置游走于身体,然后进入运动皮层,即大脑的运动指挥中心。这样,stentrode便可在血管中采集电信号了24/7。

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最终,研究人员希望stentrode与外骨骼“说话”,使不能使用肢体的人重新获得机动性。 截瘫或四肢瘫痪的患者 - 可能是最近受伤的年轻人 - 可能会被要求在2017年年底的墨尔本测试该设备。

它也可能有一天会以其他方式为stentrode传送反馈到大脑的感觉皮层。允许人们使用仿生肢体“感觉”他们正在接触的东西,这将会打开更多的治疗可能性。 “如果你想拿起一个鸡蛋,你不想挤压得太大力,所以得到一些你通过机器人手施加的压力大小的反馈是很重要的,”这个项目的电气工程师,David Grayden说。

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所以我们都会很快得到意念控制型设备? 

如果人体试验成功,大约六年内stentrode就可以商业化。 但是,尽管一个支架比颅骨手术的侵入性更小,但它仍然需要将一个设备插入你的大脑。 Grayden说,安全权衡对于想重新获得身体运动的人来说是值得考虑的,但是他很难预见人们仅仅为了方便植入电极的那一天。

“只是把它放进去这个过程就是一件危险的事情。 你仍然会侵入身体,你会想要确保这个好处超过风险,“他说。 更准确,更少侵入性的替代品的寻求无疑将继续下去。 但是,在我们争先采用意念控制的外骨骼之前,可能还需要一段时间。

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