3月29日,在美國(guó)凱斯西儲(chǔ)年夜學(xué)學(xué)者與克里夫蘭功效性電安慰中間的試驗(yàn)下,一位四肢癱瘓病人經(jīng)由過(guò)程年夜腦思想勝利地掌握雙手,將食品送進(jìn)了本身的嘴里。
介入試驗(yàn)的癱瘓病人名為 Bill Kochevar,本年56歲。他在一次騎自行車(chē)時(shí)產(chǎn)生車(chē)禍,招致全身癱瘓。
Bill對(duì)記者表現(xiàn):
“關(guān)于一個(gè)曾經(jīng)癱瘓八年,全身高低寸步難移的人來(lái)講,即便只能挪動(dòng)一寸對(duì)我來(lái)講都是極端榮幸的事。而此次試驗(yàn)成果曾經(jīng)比我想象中的好很多了!”
天然,如許的結(jié)果不是一揮而就的。
現(xiàn)實(shí)上,迷信家們很早之前便開(kāi)端測(cè)驗(yàn)考試制作這類(lèi)年夜腦皮層腦機(jī)接口(intracortical brain-computer interface (iBCI))。個(gè)中,美國(guó)布朗年夜學(xué)神經(jīng)生物工程學(xué)家Leigh Hocherg傳授(也是此次試驗(yàn)的領(lǐng)頭人)獲得的結(jié)果最為明顯。
癱瘓患者經(jīng)由過(guò)程年夜腦思惟掌握屏幕光標(biāo)
早在2004年,Leigh所率領(lǐng)的“腦門(mén)”(BrainGate)就籌劃將腦機(jī)接口放入了一位24歲的四肢癱瘓者的年夜腦皮層,贊助這位患者傳遞年夜腦信息。這個(gè)裝配固然只要藥片年夜小,但外部非常龐雜,由96根電極構(gòu)成。
又到了2010年,美國(guó)加州年夜學(xué)洛杉磯分校和加州理工學(xué)院學(xué)者開(kāi)端贊助患者應(yīng)用年夜腦思惟掌握屏幕上的鼠標(biāo)光標(biāo)。
患者經(jīng)由過(guò)程思想掌握機(jī)械臂,拿起桌上的咖啡
2012年,在Hocherg的指點(diǎn)下,腦門(mén)籌劃開(kāi)啟了第二階段的摸索。在此次實(shí)驗(yàn)中,兩位介入者Cathy和Bob均已中風(fēng),四肢癱瘓,沒(méi)法措辭。
神經(jīng)內(nèi)科大夫制造了包括著約100根頭發(fā)絲那末細(xì)的電極的微型記載裝配,植入到他們年夜腦的活動(dòng)皮層中,記載下與活動(dòng)有關(guān)的神經(jīng)旌旗燈號(hào)。此次試驗(yàn)使患者勝利應(yīng)用年夜腦思想掌握機(jī)械臂,拿起桌上的咖啡,精確送入本身口中。
Hocherg傳授以為:
從二維到三位,再到目的物體的達(dá)到和抓起,然后在指引下送入目標(biāo)地,這關(guān)于我們來(lái)講是個(gè)偉大的提高,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)比純真加上一個(gè)維度要來(lái)的龐雜。
除年夜腦皮層腦機(jī)接口外,功效性電安慰體系(functional electrical stimulation)在試驗(yàn)中也起到了相當(dāng)主要的感化。
功效性電安慰體系是一種經(jīng)由過(guò)程安慰四肢上的神經(jīng),使手臂、年夜腿或手指動(dòng)起來(lái)的體系。這類(lèi)技巧此前被用于贊助四肢癱瘓者l來(lái)運(yùn)動(dòng)他們的四肢,但也僅僅只能做到聳肩或頷首的田地。
而凱斯西儲(chǔ)年夜學(xué)與克里夫蘭功效性電安慰中間此次實(shí)驗(yàn)之所以能獲得如斯年夜的奔騰,就是由于他們將年夜腦皮層腦機(jī)接口與功效性電安慰體系二者停止了無(wú)機(jī)聯(lián)合。
為了讓年夜腦表層吸收到最精確的指令,他們將Bill安頓在一臺(tái)核磁共振儀中,讓他在想象中運(yùn)動(dòng)本身分歧的身材部位,并在此時(shí)代追蹤身材的每一個(gè)部門(mén)是有哪部門(mén)神經(jīng)掌握的。
試驗(yàn)的另外一引導(dǎo)者Bolu Ajiboye在接收《時(shí)期周刊》時(shí)說(shuō):
“只要經(jīng)由過(guò)程這類(lèi)因人而異的試驗(yàn)辦法,我們能力得出精準(zhǔn)的‘年夜腦地圖’。”
試驗(yàn)小組經(jīng)由過(guò)程數(shù)據(jù)在Bill年夜腦的特定所在植入電極,并將它們與一臺(tái)可以解碼指令的電腦相連。
為了演習(xí),Bill經(jīng)由過(guò)程年夜腦思想掌握了電腦屏幕上的虛擬手臂,又用雷同思想掌握了實(shí)際中本身的手臂。
“那種感到很好,但電光石火,”他說(shuō),“我很快就曉得怎樣操作,并在每次接洽后都愈發(fā)闇練。”
與此同時(shí),克里夫蘭功效性電安慰中間經(jīng)由過(guò)程長(zhǎng)途操控36電極陣列(36-electrode array)增強(qiáng)Bill萎縮的手臂和手掌肌肉力氣。
當(dāng)年夜腦皮層腦機(jī)接口與功效性電安慰體系同時(shí)任務(wù)時(shí),Bill即可以用本身的手吃、喝、乃至撓鼻子了。
關(guān)于試驗(yàn)后果,Bill如許描寫(xiě)本身的感觸感染:
對(duì)我而言,這感到就像(沒(méi)癱瘓)之前一樣,除感到上稍顯緩慢。
固然了,Bill沒(méi)有任何觸覺(jué)上的感觸感染,但這涓滴沒(méi)影響到他:
“他們?cè)屧谀硯讏?chǎng)試驗(yàn)中閉上眼,成果我照樣能拿到器械。”
有朝一日,也許再纖細(xì)的感到都邑被模仿出來(lái)。
固然這個(gè)體系有用地贊助癱瘓者再次得以掌控本身的四肢,但在平常生涯中,如許宏大體積的器材卻不太實(shí)際。也許“腦門(mén)”籌劃的下一步就是減少整臺(tái)機(jī)械的體積,直到它能被植入乃至順應(yīng)患者的身材。
不管若何,此次試驗(yàn)的成果都付與了全球跨越10億的殘疾人愿望,也證實(shí)馬斯克曾論述的“年夜腦接口”理念其實(shí)不是空穴來(lái)風(fēng),駭人聽(tīng)聞。
領(lǐng)頭人Leigh Hocherg以為,試驗(yàn)結(jié)果也許真的將推翻汗青:
“此次試驗(yàn)結(jié)果極可能將神經(jīng)技巧引入一個(gè)全新的時(shí)期,一個(gè)可以或許贊助殘疾人們恢回生動(dòng)才能和自立才能的時(shí)期。”