|
機器人的存在使得人類(lèi)基因組圖譜有望在12年內完成繪制，但在機器人的協(xié)助下，由微軟聯(lián)合創(chuàng )始人Paul Allen贊助、上月底完成的大腦圖譜項目只花了四年時(shí)間。麻省理工學(xué)院和喬治亞理工學(xué)院的研究人員現在希望利用機器人繪制大腦組成表和線(xiàn)路圖，幫助IBM這樣的公司研發(fā)未來(lái)的感知計算機。 佐治亞理工學(xué)院工程教授Craig Forest表示：“通過(guò)機器人實(shí)現腦內活動(dòng)自動(dòng)測量以后，我們現在開(kāi)始真正理解人腦的運作原理。想象一下，能夠模擬腦內的任何細胞、記錄它的反應以決定每種神經(jīng)元的具體電子功能。再想象一下自動(dòng)測量神經(jīng)元之間的交流，比如學(xué)習過(guò)程中丘腦和大腦皮層之間的交流，或者手從熱爐灶縮回時(shí)海馬體和皮層之間的交流�！� 過(guò)去三十年間，大腦科學(xué)的進(jìn)展一直受需要手動(dòng)方法鎖定、記錄神經(jīng)元活動(dòng)的限制。但新的機器人與智能計算機算法能夠實(shí)現自動(dòng)化，根據電子屬性為神經(jīng)元分類(lèi)。研究人員有望完成大腦必備器官及其內聯(lián)方法的類(lèi)目，并據此打造未來(lái)的類(lèi)人腦計算機。 發(fā)展順利的佐治亞理工學(xué)院在讀博士Suhasa Kodandaramaiah在Forest的實(shí)驗室工作，與麻省理工教授Ed Boyden合作用機器臂在活體大腦里引導微管。該探測器以?xún)晌⒚椎牟骄嘟咏�、觸碰神經(jīng)元，測量電阻抗。 和幾乎每次都會(huì )在接觸中致使神經(jīng)元破裂的手動(dòng)方法不同，機器人可以在傷害神經(jīng)元之前立刻停止。緊接著(zhù)開(kāi)始吸氣，然后將細小的電子探針插入、在動(dòng)物依然存活時(shí)記錄下它的正常電子活動(dòng)。記錄完成后，一組細胞基因構成樣本可以被取出以分析哪種基因當前正被激活。研究人員將在大腦各區域重復此流程，以期獲得大腦神經(jīng)器官列表，包括它們的電子屬性。接下來(lái)研究人員計劃采用多尖端探針讓機器人同時(shí)在多點(diǎn)測量電子活動(dòng)，從而獲得大腦不同區域交互的接線(xiàn)圖。 Forest表示：“目前我們只在實(shí)驗室動(dòng)物身上進(jìn)行過(guò)實(shí)驗，但我們最終希望能將此技術(shù)用于人腦手術(shù)，以替代通過(guò)試錯判斷哪些神經(jīng)元受損、需要移除�！� 研究人員希望能夠判斷多種大腦病變的電子跡象，比如帕金森綜合癥、自閉癥和癲癇。這不只是用來(lái)移除病變的神經(jīng)元，還要幫助發(fā)現能夠讓神經(jīng)元重歸正常的藥物。 研究人員還期望微芯片生產(chǎn)商能夠使用他們的大腦器官表和接線(xiàn)圖輔助類(lèi)大腦的感知計算機項目，例如美國防務(wù)高級研究項目局(DARPA)的SyNAPSE（神經(jīng)形態(tài)自適應塑料規�？煽仉娮酉到y）。 這兩所實(shí)驗室希望新型機械探針?lè )椒軌蛴糜贏(yíng)utoPatcher.org提供的自制設備，或者直接從Kodandaramaiah、Forest和Boyden成立的新公司Neuromatic Devices購買(mǎi)完整機器人解決方案。 項目研究資金來(lái)自美國國家衛生研究所（NIH）、國家科學(xué)基金會(huì )（NSF）以及麻省理工媒體實(shí)驗室。項目的其他貢獻者還包括麻省理工在讀博士Giovanni Talei Franzesi以及麻省理工博士后Brian Chow。 |
