可以给大脑植入芯片吗?
马修•纳格尔是一名精力充沛的运动员,但
是2001年7月,美国马萨诸塞州韦马斯附近的一
场焰火表演之后发生了冲突事件,马修为了保护
同伴而遭到恶意攻击,颈部被刺伤。匕首切断了
他的脊髓,他从脖子以下都瘫痪了,只能在轮椅
上生活。 直到现在,20。3厘米长的刀片还残留在
脊柱中。
22岁的马修只能靠呼吸器喘息,医生说他的
身体不可能恢复运动了,他的前途一片渺茫。然
而,科技总是帮助残疾人找到改善生活的途径。 约
翰•唐诺胡教授是罗得岛州布朗大学的神经技术
学专家,从20世纪80年代以来一直在研究大脑如
何把思维转换成动作。了解了神经“兴奋”的过
程之后,他的下一个任务是把电脉冲翻译成计...全部
马修•纳格尔是一名精力充沛的运动员,但
是2001年7月,美国马萨诸塞州韦马斯附近的一
场焰火表演之后发生了冲突事件,马修为了保护
同伴而遭到恶意攻击,颈部被刺伤。匕首切断了
他的脊髓,他从脖子以下都瘫痪了,只能在轮椅
上生活。
直到现在,20。3厘米长的刀片还残留在
脊柱中。
22岁的马修只能靠呼吸器喘息,医生说他的
身体不可能恢复运动了,他的前途一片渺茫。然
而,科技总是帮助残疾人找到改善生活的途径。
约
翰•唐诺胡教授是罗得岛州布朗大学的神经技术
学专家,从20世纪80年代以来一直在研究大脑如
何把思维转换成动作。了解了神经“兴奋”的过
程之后,他的下一个任务是把电脉冲翻译成计算
机或机器能够识别的指令。
在最初的实验中,他
在猴子大脑中植入电极,让猴子学会了使用操纵
杆玩电脑游戏。从猴子大脑中发出的电脉冲使它
能够移动屏幕上的光标。在成功的鼓励之下,唐
诺胡教授准备在人体上进行大脑之门的测试,希
望通过把脑电波输入计算机帮助残疾人独立生活。
2004年6月,马修•纳格尔在马萨诸塞州的
新英格兰西奈医院接受了 3个小时的手术,成为第
1个安装大脑之门的人。他头上钻了一个孔,将阿司匹林药片大小的芯片植入到大脑1毫米深
的地方,位于感觉运动皮质的上面,人脑在那里产生控制手臂运动的神经信号。
芯片上固定着
100个极薄的电极,可以接收思维活动产生的电信号,然后通过导线输入计算机,对大脑信号
进行分析。这些信号再经过解读,转换成光标的移动,使他仅凭思维就能实现对计算机的控制。
在3周的手术恢复期之后,马修接受了第1次试验。他面对着一台屏幕,上面的光标一
直在移动,他随着光标移动方向想象手臂的运动。与他大脑芯片相连的计算机分别记录下光
标上、下、左、右移动时他发出的脉冲信号,每个方向都对应着他大脑中一种特有的信号,然
后给计算机编写程序,让它能识别出每一种信号,并由此移动光标。
例如,他想“向下”,光
标就向下移动。虽然马修不能移动肢体,但他学会了通过想象手臂动作来移动计算机屏幕上
的光标。计算机屏幕与电视机遥控器面板相似,他只需把光标移动到某个图标上就能选中那
个选项。
他把光标放在图标上,等效于敲击鼠标。因此,他能够做一些打开电子邮件之类的
事情,而这在以前是无法做到的。提姆•苏根诺在制造大脑之门的网络动力学公司工作,他
说:“我们实际上是把他的大脑和外部世界连在了一起。
”
通过连接到房间各个装置上的软件,马修现在能够开关电视、转换频道并调整音量。他
能利用思维控制人造手张开或握紧,还能让机器手臂传递糖果。他甚至能用计算机画画,玩
弹球和俄罗斯方块之类的电脑游戏。
有时候,大脑植入手术可以代替药物。神经外科医生在人脑中植入电极,用电信号来
减轻长期的疼痛,消除帕金森病、癫痫症和抑郁症的症状。
唐诺胡教授希望大脑之门让重症患者能够通过思维移动轮椅、使用因特网,控制灯光、电 话和其他装置,从而大大提高他们的生活质量,最终实现他们对自己肢体的控制。
“如果我们 知道如何把他的肌肉也装配上,他就能使用自己的手臂了。马修给我们带来了信心,但我们 还是要保持谨慎,毕竟,这个技术目前只在他一个人身上得到应用。前面的路还很长,但我 们正在前进。”
马修•纳格尔还有更长远的目标,他希望下地行走。
他说:“我的生活已经发生了改变。 我只想走路,用不用拐杖无所谓。我知道,过不了几年就能实现。”。收起