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來(lái)源: 澎湃新聞 ·腦機接口為研究人員提供了一種獨特的方法來(lái)探索人腦的組織方式。比如，對腦機接口的研究顛覆了傳統大腦解剖的假設，同時(shí)，這些研究還有助于科學(xué)家們了解腦機接口本身對大腦的影響，以及如何改進(jìn)這些設備的性能和功能。 移動(dòng)假肢、控制一個(gè)會(huì )說(shuō)話(huà)的頭像、快速打字……這些都是癱瘓患者通過(guò)使用腦機接口（BCI）做的事情。 腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI），即大腦與機器相連的接口，它在大腦與外部設備之間建立了一個(gè)能夠直接傳送信號的通路，這些通路捕獲大腦的神經(jīng)活動(dòng)，解碼器系統分析這些信號并將其轉換為命令。 當地時(shí)間2月20日，《自然》（Nature）雜志發(fā)文討論了腦機接口的未來(lái)發(fā)展及意義。文章稱(chēng)，腦機接口為研究人員提供了一種獨特的方法來(lái)探索人腦的組織方式。比如，對腦機接口的研究顛覆了傳統大腦解剖的假設，揭示了大腦不同區域之間的邊界和功能描述并不像人們想象的那樣清晰明確，而是更加模糊和復雜。同時(shí)，這些研究還有助于科學(xué)家們了解腦機接口本身對大腦的影響，以及如何改進(jìn)這些設備的性能和功能。 模糊的邊界 美國斯坦福大學(xué)（Stanford University）的神經(jīng)科學(xué)家Frank Willett指出，腦機接口技術(shù)使得科學(xué)家們有機會(huì )記錄大腦多個(gè)區域的單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，“這種記錄方式是以往無(wú)法實(shí)現的，并且對于理解大腦的功能和機制非常重要�！� 加州大學(xué)（University of California）的神經(jīng)外科醫生Edward Chang提到，腦機接口技術(shù)不僅可以記錄較短時(shí)間內的神經(jīng)活動(dòng)，還能夠在較長(cháng)時(shí)間跨度內對此進(jìn)行測量。這種能力使得科學(xué)家們可以研究一些需要較長(cháng)時(shí)間才能理解的現象，比如大腦的可塑性。因此，腦機接口技術(shù)的發(fā)展為神經(jīng)科學(xué)研究提供了強大的工具，有助于深入理解大腦的工作原理和功能。 教科書(shū)通常將大腦區域描述為具有明確的邊界或分隔區，但腦機接口的記錄表明情況并非總是如此。 2023年，Willett的團隊在一名患有運動(dòng)神經(jīng)元�。∥s側索硬化癥，ALS，俗稱(chēng)“漸凍癥”）的患者腦內植入腦機接口，以實(shí)現語(yǔ)音生成。根據預測，神經(jīng)元們會(huì )分別調控各自“轄區內”的肌肉，例如，有些神經(jīng)元負責下顎運動(dòng)，有些負責喉嚨運動(dòng)，有些則負責嘴唇運動(dòng)。 事實(shí)卻與之相反。研究人員發(fā)現一種混合的情況，即不同目標的神經(jīng)元（即調控不同肌肉的神經(jīng)元）混在一起，沒(méi)有按照預期的方式形成清晰的分組。 Willett描述：“從解剖學(xué)來(lái)看，這件事非�；祀s�！� 荷蘭烏得勒支大學(xué)醫學(xué)院（University Medical Center Utrecht）的神經(jīng)學(xué)家Nick Ramsey同樣發(fā)現了此問(wèn)題。他們將腦機接口植入大腦的一個(gè)部位，該部位對應手部運動(dòng)。通常，大腦一個(gè)半球的運動(dòng)皮層控制著(zhù)身體對側的運動(dòng)，即左半球控制右側身體部位的運動(dòng)，右半球控制左側身體部位的運動(dòng)。然而，實(shí)驗中發(fā)現，當受試者試圖移動(dòng)右手時(shí)，植入在左半球的電極接收到了不僅是右手的信號，還有左手的信號。這一發(fā)現是意料之外的，Nick Ramsey稱(chēng)：“我們正在努力弄清這一現象是否對運動(dòng)很重要�！� 靈活的思維 此外，腦機接口還幫助研究人員揭示了大腦思考和想象的神經(jīng)模式。 荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)（Maastricht University）的神經(jīng)科學(xué)家Christian Herff開(kāi)發(fā)了一種腦機接口植入物，能夠在參與者低聲說(shuō)話(huà)、或想象說(shuō)話(huà)但不動(dòng)嘴唇時(shí)實(shí)時(shí)生成言語(yǔ)。Herff解釋?zhuān)诘吐暬蛳胂笳f(shuō)話(huà)時(shí)，腦機接口設備接收到的大腦信號與實(shí)際說(shuō)話(huà)時(shí)的類(lèi)似。 “這意味著(zhù)即使有人無(wú)法說(shuō)話(huà)，他們仍然可以通過(guò)想象和腦機接口來(lái)溝通，這增加了臨床上通過(guò)腦機接口對話(huà)的人數�！� “即使身體不能做出反應，癱瘓患者仍然保留著(zhù)言語(yǔ)或運動(dòng)的程序，這有助于研究人員對大腦的可塑性做出結論，即能夠在多大程度上重塑和重建大腦神經(jīng)通路�！薄蹲匀弧肺恼聦�(xiě)道。 在腦機接口的實(shí)際應用方面，走在最前列的無(wú)疑是特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克（Elon Musk）。2月20日，馬斯克在一場(chǎng)Spaces直播活動(dòng)中透露，旗下的腦機接口公司Neuralink的首位人類(lèi)受試者“似乎已完全康復，沒(méi)有出現我們所知的不良反應，受試者只需要思考就可以在電腦屏幕上移動(dòng)鼠標”。馬斯克還表示，Neuralink現在正試圖讓受試者盡可能多地點(diǎn)擊鼠標按鈕。 在馬斯克的設想中，受試者可以通過(guò)思維控制電腦�！霸囅胨沟俜摇せ艚鸬拇蜃炙俣瘸^(guò)專(zhuān)業(yè)打字員的場(chǎng)景——這就是我們想達到的目標�！瘪R斯克在談到Neuralink的第一款產(chǎn)品（Telepathy）時(shí)表示。 美國布朗大學(xué)（Brown University）腦機接口專(zhuān)家John Donoghue在接受《Scientific American》（科學(xué)美國人）采訪(fǎng)時(shí)表示：“目前的問(wèn)題是，恢復感官輸入（如視覺(jué)）涉及大腦中的電刺激，與僅記錄單細胞神經(jīng)活動(dòng)相比是完全不同的。據我所知，還沒(méi)有任何證據表明目前的神經(jīng)植入物裝置可以以任何方式創(chuàng )建感官系統�！� |
