用机械手臂喝咖啡
约翰·唐纳德是美国布朗大学大脑科学研究所所长，他一直致力于脑科学的革命性研究。他说，我们的起点并不高，就是能让瘫痪卧床的人用意识指挥一只机器手臂，为自己端来一杯咖啡或是一份早餐。
他的愿望终于实现了。一位因中风而丧失四肢活动能力的五十多岁的女性罗琳，在唐纳德的指导下，控制机器手臂，将一杯咖啡准确而平稳地端到了自己的嘴边。
现年58岁的约翰·唐纳德从事这项科学研究并非偶然，他童年时不幸罹患股骨头坏死，整整两年时间不能走路。他得知支配人的躯体功能的是大脑后，就痴迷上大脑，甚至找到一张标注大脑功能的图片，保存在身边，不停地反复观看，思索。“我一直努力探索，人类的大脑都在做些什么，我坚信它赋予我们精神生活的同时，还能帮助有缺陷的人恢复完整。”
约翰·唐纳德首次成功将瘫痪病人的大脑信号转化为计算机代码，从而完成人类科技史上具有里程碑意义的创举。
脑信号转化为计算机代码
你一定想问，它的工作原理是怎样的呢？
大脑中的神经细胞能够制造出电流信号，当大脑接收到足够的外部刺激，神经细胞就会产生一种叫作棘波的电脉冲，它是脑电图的一种波形。从20世纪30年代开始，科学家们就开始用微电极这种简单工具记录大脑中的棘波。记录脑电波的电极一般从大脑外面或大脑皮层上方记录神经细胞的活动情况，正因如此，检测结果往往有所偏差。
所以，神经麦克风就应运而生了。所谓神经麦克风，其实就是植入大脑的带有100个电极的硅片，通过电线和电脑连接。电极在大脑的运动皮层——也就是大脑的运动控制中心——安置好以后，在显示器上会出现一个左右移动的光标。唐纳德解释说：“然后你就开始想象，假设自己的手真的在控制鼠标。在你想象的过程中，光标开始移动。比如说，光标向右动的时候，出现了5次棘波，光标向左走的时候，出现了2次棘波。我把这些数据记录下来，就得到了一个模型。5表示右，2表示左。”
但是人类的大脑中有1000亿个神经细胞，单凭记录一个神经细胞怎么能知道一个人想做什么呢？这正是问题的关键所在。我们大脑中的网络错综复杂，人们总是习惯性地认为，是某一个神经细胞控制着“向左”这个指令。其实不然，在运动皮层上的成百上千万个神经细胞中，大多数细胞都已经直接或间接获得了“向左”的指令。而且，就算是单个神经细胞上的代码，也没有那么简单。有时，“向左”这个意念会产生2个棘波，有时又是4个，并不是一成不变的，所以唐纳德和他的同事们就会取一组神经细胞的平均值。具体到病人罗琳，科学家们选择了她的几十个神经细胞进行记录，通过计算机解码，判断它们携带的指令是“向左”还是“向右”。
来自计算机的信号随即被转化成计算机手臂能听懂的电子命令：向前移动一点、向后、向上、向下、向左、向右等等。用意念操纵仪器，多么神奇的过程，然而现实却并非像听起来那么潇洒。唐纳德需要提前记录下罗琳大脑中部分神经细胞的活动轨迹，从而构建一幅计算机专用的信号图。
微型泵可给脑神经降温
计算机将所有数据接收完毕之后，就开始发出一系列指令。第一次听说罗琳故事的人，百分之百都认为她要学习如何控制光标或机器手臂。事实上，她根本不用学任何东西。她只要想象自己能够操控机器手臂，就真的能够做到。唐纳德等科学家利用她脑部的神经数据和大脑信号图去揣测她要做什么，并帮助她实现。
约翰·唐纳德乐观地表示，只要在大脑适当的部位安装上一系列电极，他们甚至能够找出正常和患病大脑在神经棘波图上的分别，从而治疗由疾病导致的脑神经排列异常引发的精神错乱。这听起来有点像天方夜谭，但却并非遥不可及。如今的技术飞速发展，已经能够做到在头发丝一样细的电极旁边装上微型泵，让药物直达病灶，给活动异常的脑神经降温，所以，人类对大脑中影响情绪的那部分直接用药，并非遥不可及的事情。
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