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这个发明真有起死回生的功效,等着买一个吧
  • 来源:John Lund / Alamy

未来学家们说了太多关于大脑植入的预见。植入芯片可以提高智商变得更聪明?接收和筛选信息更迅速?可以刺激神经分泌多巴胺变得更快乐?科学家一直在进行研究,让大脑植入变得更实用,那现在这个技术怎么样了呢?

一个瘫痪的女性进行了大脑芯片植入,目前已经可以仅用思想和外界进行沟通。这是人类第一次实现脑机交互技术,可以让个体家里日常使用,完全不需要医生和工程师对设备进行调整和校准。

这位瘫痪的女性今年58岁,她希望匿名,我们叫她HB吧。她说“成为第一个的感觉很特殊。”

她于2008年被诊断为肌萎缩侧索硬化症(ALS),也就是俗称的“渐冻人症”。这种疾病会破坏神经细胞,让人失去控制自己身体的能力。确诊几年后,HB连呼吸能力都失去了,以致于需要借助呼吸器。荷兰Utrecht大学医学中心脑中心的Nick Ramsey说,她几乎完全被锁定了(思想被锁定在一副躯壳里?瞬间想到了《超脑》)。

  • 来源:Alfred Pasieka/Science Photo Library

Ramsey认HB时,HB需要依靠一个眼睛跟踪装置来交流。这个装置需要用眼睛在屏幕上选择字母,拼写单词。但是并不能保证一直有用,因为三分之一的渐冻症患者最后会连移动眼睛的能力都失去。尽管这种病这么难对付,全世界许多机构都还在想办法研究可以直接由大脑控制的装置,以帮助像HB这样的人。

这些装置首先读取大脑活动,然后翻译成能够控制电脑或者机器假肢一类设备的信号。迄今为止,造出适合可以让人们日常使用的装置非常有难度。这些装置倾向于每天由工程师们重新校准调整,而且许多校准并不能通过无线工作来完成。

Ramsey说,“这些实际上对谁都没用。我们需要把这些变得适合真正需要它的病人去使用。”

大脑植入

他们团队的装置使用安装在头盖骨下方大脑表面的一些电极。这种方式比外部设备(比如脑电图帽)更具侵略性,但比传统的深脑部刺激要温和,用于帕金森疾病的治疗。

当大脑活动被电极记录时,信号通过导线传递到一个小的装置,这个装置可以像心脏起搏器一样被植入到胸部的皮肤下。然后该装置将信号无线发送到一个外部的电脑,它可以把信号转换成一个简单的“点击”。电脑上安装的其他软件可以让点击用到不同的事情上,比如玩游戏,或使用拼写软件选择词语进行沟通。

HB于去年志愿植入这个系统,她说,“我愿意为像我这样的人的可能进步做出贡献。”

该团队在她的大脑中植入了两个电极,一个在控制右手运动的区域,另一个在倒数计数区域。经过多次训练,包括使用设备玩游戏(如打地鼠、Pong以及拼写单词),HB学会了通过这个设备用想象移动她的手来控制点击。

Ramsey说,她在第一天可以产生一个信号;但是六个月后,她就有95%的精确度了。Ramsey在加州圣地亚哥神经医学学会的年会上阐述了他们的工作。他说:“我们也没有想到,这个系统能这么有用。”

自由的滋味

使用这个设备进行沟通仍然非常缓慢,有时需要几分钟来拼写一个单词。但经过训练HB的速度越来越快。起初,她花了50秒的时间来选择一个单词,现在只要用20秒。(霍金有三个手指能动,一分钟可以讲5、6个单词。)

虽然这比使用眼睛跟踪装置要慢,但她能够可以在户外使用这个植入了。当HB离开家处在自然光下时,眼动仪捕捉细微的眼球运动是有些困难的。“这让她旅行时感觉到非常不确定,” Ramsey说。

HB说,“现在当我出门时就算眼球追踪装置不管用了,我还是可以交流。我在外边更加自信和独立了。”

她还没有用倒数计数装置,这部分大脑电极只是一个备用装置,准备如果她大脑中的一部分也出现了运动退化时使用。

采取负反馈控制

这套装置优点和缺点都有。伊利诺斯州芝加哥大学的Nicholas

Hatsopoulos说,将电极放置在大脑表面,相对于敏感的侵入性深部电极和浅表脑电图,这是一个比较折衷的方式。而且由于这个系统是无线供电,其他人是看不到的,这对许多想要进行大脑植入的人来说非常重要。

这个系统的简单特性使它非常适合在家里使用。Ramsey 说,“这是一个非常简单的系统,不需要任何昂贵的电脑。”拉姆齐说。英国纽卡斯尔大学的Andrew Jackson说,缺点是这个设备是不能用于更复杂的任务,比如控制机械肢体。“你能得到的信息量是有限制的,”他说。

话虽如此,这对于不论因渐冻症还是严重中风而瘫痪的人,是个很有用的方法。Hatsopoulos说:“对这些病人,这个技术真的非常重要。”

Ramsey和他的同事希望在其他人身上继续尝试。现在他的团队已经改进了电脑软件,Ramsey认为下一个志愿者学习使用这个设备可以更快一些。更复杂的软件可以更好的预测和完成基于前几个字母的单词,这也能让速度加快。

他的团队还希望研发出可以把点击翻译成别的功能的软件。Ramsey 说,“用一些软件,我们也可以用它来关掉电视。我们在家里可以用图标控制软件。你当然能用点击做许多事情。”

HB说:“我的梦想是能够自己控制轮椅。”

  • 来源:Alamy Stock Photo

Ramsey说:“她现在装上这个装置已经有一年了。他说这个设备已经成为她自己的一部分了,一周用好几次。而且她从没想过这个对她这么重要。”

智能家居

土耳其有个Gazi大学的Eda Akman Aydin和她的团队想要把脑控技术和物联网技术揉合在一起,这样人们就可以用想法操纵家里所有的智能设备了。在她们的实验中,并没有给人们植入芯片,而是只使用了脑电图帽。日本京都高级电信研究所采用了近红外光谱扫描帽,用想法在屏幕上进行操作,最后发现,80%以上的操作都很准确。人们完全能够通过想法关电视,开空调,调整音量等等。

虽然这些研究目前首先是为残疾人服务,但对于我们普通人而言,也是很美好的的展望。懒果然是科技进步的动力之一。

而且,这一技术发展到以后,是不是人类也和三体人一样,用思想交流,连语言都可以不用了呢?

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