“仿生學”的重大突破：美高位癱瘓男子實現(xiàn)意念移物

　　

立即到健康社區(qū)參與熱門討論 據(jù)英國（《泰晤士報》等媒體日前報道，一名自頸椎以下癱瘓的美國男子借助一個與計算機相連的植入器和人造手臂，就可通過思維打開電視機、看電子郵件和處理其他一些日常事務，此類大腦植入將最終使重度殘疾人能夠控制輪椅和人造假肢。這是迄今為止人類朝著開發(fā)“仿生學系統(tǒng)”邁出的最大一步，它有可能使那些失去肢體的人恢復神經運動的功能。日前出版的《自然》雜志詳細介紹了這項歷時30多年的研究所取得的非凡成果。 ■植入芯片連接電腦 25歲的馬休?納格爾來自美國馬薩諸塞州，2001年他的脊椎骨在一次匕首襲擊中被割斷，造成脖子以下全部癱瘓。2004年，他在羅得島醫(yī)院接受了一項被稱為“大腦門神經交互系統(tǒng)”的植入手術――植入了一塊4毫米見方的芯片。這塊芯片可以閱讀他大腦中樞運動神經皮層的信號，若是他四肢能活動的話，這個皮層就可控制其活動。 這塊植入的芯片包括100根異常細微的電極，每根電極比人的頭發(fā)絲還要細。它被放置在人的大腦中樞運動神經的皮層上――大腦負責自主活動的區(qū)域。這些類似頭發(fā)的電極通過1毫米大小的微孔滲透到大腦內，可以接收附近神經細胞的電子信號。這些信號又通過微小的金屬絲傳輸?shù)揭粋€鑲嵌在患者頭皮上方的一英寸大小的鈦基座上。一根電線將這個基座與計算機聯(lián)結起來。納格爾想像著移動自己癱瘓了的身體時，這塊植入器上的100根電極就可記錄他大腦的活動，將這些信號傳輸給一臺計算機上進行解碼和處理，然后被轉換成電子裝置可以執(zhí)行的運動指令。 ■思維控制各項活動 在9個月中，納格爾學會了移動計算機屏幕上的游標，打開電子郵件，玩簡單的電子游戲，調節(jié)電視機的音量，并學會了操作一只簡易的機器人手臂。他還能夠一邊對話，一邊表演許多諸如此類的動作。這表明，在操作思維控制的假肢時，并非一定要全神貫注。 “在一個例子中，中樞神經的輸出連接到了一個人造手上，他能夠憑借意志的控制張開和合攏手――他是在幾項試驗后獲得這一功能的，只需目光盯著這只手，無需游標顯示的反饋。最終，他使用一只簡易的多關節(jié)機器人手臂，抓住了一個物體，將它從一個地方放到另一個地方?！必撠熯@項研究的約翰?多諾古教授說，“這些結果展示了令人喜悅的前景，有一天，人們將用這些大腦信號刺激肢體的肌肉，有效地通過一個物體的神經系統(tǒng)恢復大腦對肌肉的控制。” 納格爾先生認為，這個植入器改變了他的獨立感?！斑@太棒了！”他說，“受傷后，我整整沮喪了兩年，現(xiàn)在已經是第三年了，這種植入器太難以置信了?！?■技術仍待改進成熟 大腦與計算機的交互作用以前曾在人類和動物身上示范過，而目前的這些進展是迄今朝著開發(fā)“仿生學系統(tǒng)”邁出的最大一步，它們可恢復喪失四肢控制的人的神經功能。在上個世紀70年代上映的電視連續(xù)劇《六百萬美元的人》中，科學家利用撞擊受害者斯蒂夫?奧斯丁心靈控制的仿生假肢，重塑了他的身體。當時，這種概念純屬是種幻想，如今，這項仿生術經歷了30多年的攻關研究后終于取得了驕人的成果。 但參與此項研究的科學家強調，這項技術仍處于“幼年期”，有待于改進與成熟。多諾古教授表示：“這一成功預示著一個光明的前景，患者可以借助一套物理神經系統(tǒng)，利用腦電波信號刺激肢體肌肉，恢復大腦對于肌肉的控制。”科學家們相信，假以時日，納格爾終將學會靈活自如地操縱輪椅和假肢等更加復雜高級的動作，到了那時，他的生活質量將大為改觀。（轉載自《中國醫(yī)藥報》）