發(fā)布日期：2017-04-07
3月29日，在美國凱斯西儲大學(xué)學(xué)者與克里夫蘭功能性電刺激中心的實驗下，一名四肢癱瘓病人通過大腦思維成功地控制雙手，將食物送進了自己的嘴里。
參與實驗的癱瘓病人名為 Bill Kochevar，今年56歲。他在一次騎自行車時發(fā)生車禍，導(dǎo)致全身癱瘓。
Bill對Engadget記者表示：
“對于一個已經(jīng)癱瘓八年，全身上下無法動彈的人來說，即使只能移動一寸對我來說都是極其幸運的事。而這次實驗結(jié)果已經(jīng)比我想象中的好得多了！”
點開下方視頻，我們一起見證這對于所有癱瘓者來說，充滿曙光的一刻：
自然，這樣的成果不是一蹴而就的。
事實上，科學(xué)家們很早以前便開始嘗試制造這種大腦皮層腦機接口（intracortical brain-computer interface （iBCI））。其中，美國布朗大學(xué)神經(jīng)生物工程學(xué)家Leigh Hocherg教授（也是這次實驗的領(lǐng)頭人）取得的成果最為顯著。
癱瘓患者通過大腦思想控制屏幕光標
早在2004年，Leigh所帶領(lǐng)的“腦門”（BrainGate）就計劃將腦機接口放入了一名24歲的四肢癱瘓者的大腦皮層，幫助這位患者傳遞大腦信息。這個裝置雖然只有藥片大小，但內(nèi)部十分復(fù)雜，由96根電極組成。
又到了2010年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校和加州理工學(xué)院學(xué)者開始幫助患者利用大腦思想控制屏幕上的鼠標光標。
患者通過思維控制機械臂，拿起桌上的咖啡
2012年，在Hocherg的指導(dǎo)下，腦門計劃開啟了第二階段的探索。在這次試驗中，兩位參與者Cathy和Bob均已中風(fēng)，四肢癱瘓，無法說話。
神經(jīng)外科醫(yī)生制作了包含著約100根頭發(fā)絲那么細的電極的微型記錄裝置，植入到他們大腦的運動皮層中，記錄下與運動有關(guān)的神經(jīng)信號。這次實驗使患者成功利用大腦思維控制機械臂，拿起桌上的咖啡，準確送入自己口中。
Hocherg教授認為：
從二維到三位，再到目標物體的到達和抓起，然后在指引下送入目的地，這對于我們來說是個巨大的進步，也遠遠比單純加上一個維度要來的復(fù)雜。
除了大腦皮層腦機接口外，功能性電刺激系統(tǒng)（functional electrical stimulation）在實驗中也起到了至關(guān)重要的作用。
功能性電刺激系統(tǒng)是一種通過刺激四肢上的神經(jīng)，使手臂、大腿或手指動起來的系統(tǒng)。這種技術(shù)此前被用于幫助四肢癱瘓者l來活動他們的四肢，但也僅僅只能做到聳肩或點頭的地步。
而凱斯西儲大學(xué)與克里夫蘭功能性電刺激中心此次試驗之所以能取得如此大的飛躍，就是因為他們將大腦皮層腦機接口與功能性電刺激系統(tǒng)兩者進行了有機結(jié)合。
為了讓大腦表層接收到最準確的指令，他們將Bill安置在一臺核磁共振儀中，讓他在想象中活動自己不同的身體部位，并在此期間追蹤身體的每個部分是有哪部分神經(jīng)控制的。
實驗的另一領(lǐng)導(dǎo)者Bolu Ajiboye在接受《時代周刊》時說：
“只有通過這種因人而異的實驗方法，我們才能得出精準的‘大腦地圖’。”
實驗小組通過數(shù)據(jù)在Bill大腦的特定地點植入電極，并將它們與一臺可以解碼指令的電腦相連。
為了練習(xí)，Bill通過大腦思維控制了電腦屏幕上的虛擬手臂，又用相同思維控制了現(xiàn)實中自己的手臂。
“那種感覺很好，但稍縱即逝，”他說，“我很快就知道怎么操作，并在每次聯(lián)系后都愈發(fā)熟練。”
與此同時，克里夫蘭功能性電刺激中心通過遠程操控36電極陣列（36-electrode array）加強Bill萎縮的手臂和手掌肌肉力量。
當(dāng)大腦皮層腦機接口與功能性電刺激系統(tǒng)同時工作時，Bill便可以用自己的手吃、喝、甚至撓鼻子了。
對于實驗效果，Bill這樣描述自己的感受：
對我而言，這感覺就像（沒癱瘓）以前一樣，除了感覺上稍顯遲鈍。
當(dāng)然了，Bill沒有任何觸覺上的感受，但這絲毫沒影響到他：
“他們曾讓在某幾場實驗中閉上眼，結(jié)果我還是能拿到東西。”
有朝一日，或許再細微的感覺都會被模擬出來。
雖然這個系統(tǒng)有效地幫助癱瘓者再次得以掌控自己的四肢，但在日常生活中，這樣龐大體積的器材卻不太現(xiàn)實?；蛟S“腦門”計劃的下一步便是縮小整臺機器的體積，直到它能被植入甚至適應(yīng)患者的身體。
無論如何，這次實驗的結(jié)果都賦予了全球超過10億的殘疾人希望，也證明馬斯克曾闡述的“大腦接口”理念并不是空穴來風(fēng)，聳人聽聞。
領(lǐng)頭人Leigh Hocherg認為，實驗成果或許真的將顛覆歷史：
“這次實驗成果很可能將神經(jīng)技術(shù)引入一個全新的時代，一個能夠幫助殘疾人們恢復(fù)活動能力和自主能力的時代。”
來源：36氪
