科幻變成現實，腦機接口讓高位截癱患者用意念喝到了可樂

用大腦操縱機器，這個在科幻電影中再常見不過的情節開始走進現實，浙大二院的研究人員就成功幫助一位高位截癱患者實現用意念喝可樂這樣的科幻操作。
▲ 圖片來自：浙大二院

這是浙江大學和及其附屬第二醫院腦機項目的最新研究成果，參與試驗的志願者張先生是一位 72 歲的退休教師，兩年前因車禍導致頸髓重度損傷，雖然大腦功能健全，但四肢完全癱瘓。

研究人員將 Utah 陣列電極植入張先生控制右側上肢運動的運動神經皮層，從而使他能夠用意念控制機械手臂的三維運動完成進食、飲水和握手等一系列動作，這在我國尚屬首例。
將電極植入腦部的過程中同樣應用了創新技術，研究人員這次是在步進為 0.1 毫米的手術機器人的幫助下，準確將兩個微電極植入大腦運動皮層神經元第 5 層。

不過，手術的效果並非立竿見影，喝可樂的動作看起來簡單，但從去年 8 月完成手術到如今能與機械臂「對話」，張先生經過了長時間的訓練，從一開始在電腦屏幕上操控鼠標，到後期控制機械臂三維運動，難度逐漸加大，才有了用意念喝可樂一幕。


從浙大二院公佈的視頻來看，除了喝可樂，張先生已經能控制機械臂實現握手、吃油條等動作，甚至能用機械臂操作鼠標在電腦上打麻將。

腦機接口，簡稱 BCI，是指在人或動物的腦部與外部設備之間建立直接的連接通路，其原理是通過信號採集設備將大腦電信號處理為可以被計算機識別的信號，再轉換為具體的指令。BCI 有單向和雙向接口之分，前者指計算機只能接受或發送信號到大腦，後者允許大腦與計算機之間進行雙向信息交換。（維基百科）
在浙大二院的案例中，植入患者的微電極陣列面積僅為 4×4 毫米，卻佈滿了 100 個電極針腳，據浙大王躍明教授介紹，每一個針腳都可能檢測到 1 個甚至多個神經元細胞放電，電極的另一頭與計算機連接，可以實時記錄大腦發出的神經信號。

▲圖片來自：浙大二院

雖然腦機接口項目在國際上不乏成功先例，但志願者多為中青年，因此張先生 72 歲的高齡也成了此次項目的一大挑戰，一是老年人體力、注意力和配合度較差，二是其腦電波信號相對年輕人也要弱一些，此次項目的成功，也為腦機接口技術在高齡人羣身上的應用提供了可借鑑案例。

在生物醫學、智能機器人等領域充滿想象力的應用前景，讓腦機接口成為眼下科研領域最令人興奮的話題之一，不過大眾對這個名詞的認識，大概是源於馬斯克的 Neuralink 公司，去年馬斯克宣佈已實現腦機接口技術的突破，希望在 2020 年年底前應用到人類患者身上，未來還可以讓人與超級人工智能交流，用馬斯克的話來説「我們可以選擇跟 AI 合為一體」。
▲圖片來自：Telegraph Star

看中腦機接口發展前景的科技公司還有 Facebook，其腦機接口主攻意念打字，去年其項目主管表示他們的機器已經可以初步通過腦電波讀懂測試者的一些想法。

雖然現在腦機接口技術還遠未成熟，但意念喝可樂的實現，足以讓我們對該技術在未來造福人類抱有更多期待。

圖片來自：Nature


資料來源：愛範兒（ifanr）