【大纪元11月5日讯】美国杜克大学的研究人员，在猴子大脑中安插微电极，成功地训练猴子用大脑信号控制机械手的运动。这一成果对人体的应用，有朝一日可能真地能让瘫痪病人“心想事成”，用思维操纵工具，甚至跨过坏死的神经，恢复瘫痪肢体的行动能力。
*实验过程复杂有趣
这一研究发表在网络科学刊物公共科学图书馆生物学上，研究负责人是杜克大学医学中心的神经生物学家尼科莱勒斯教授。研究使用了2只雌性猕猴。研究人员在这2只猴子的大脑里，分别植入96个和320个微电极，被安插在大脑控制肌肉运动的额叶和顶叶部位，每根电极比人的头发丝还要细。手术后的猕猴，头顶上伸出很多电线，电极发出的微弱信号，通过这些线路进入电脑系统，并且跟一支机械手相连。
实验初期，研究人员训练猴子用操纵杆玩一种电子游戏，用操纵杆控制电脑屏幕上光标的移动。随后，研究人员在实验中引入了机械手，屏幕上光标的运动因为机械手的动力和惯性产生相应变化。猴子们很快就学会了如何使用操纵杆控制机械手，并通过对操纵杆握力的大小来调整机械手的握力。它们可以从电脑屏幕上得到反馈信息，看自己是否成功地找到了目标，使用的握力大小是否合适，然后加以调整。
猴子接受训练的同时，研究人员用电脑对猴子的大脑活动进行追踪和分析，并掌握了实现伸手和抓握等动作的大脑特定活动模式。这样一来，通过监控猴子的大脑活动，电脑就能按照已知的活动模式，把猴子的想法翻译出来。
最后，研究人员索性拔掉操纵杆的电源。这样一来，猴子完全要靠思维来控制机械手的活动。开始的时候，猴子不知道操纵杆已经不管用了，还是通过操纵杆移动屏幕上的光标。谁知几天后却出现了惊人的现象。杜克大学的尼科莱勒斯教授说：“我们坐在那里观察猴子的活动，突然间我们看到，猴子忽然意识到，实际上根本就不用移动自己的手臂。意识到这一点后，猴子手臂的肌肉就完全停止了运动，但是还在继续用大脑玩游戏。就在那一瞬间，我们知道猴子已经认识到，它完全不用移动手臂，就能调动机械手，并完成指定任务。我们三个人坐在那里，盯着监视屏，不敢相信自己的眼睛。”
*可为瘫痪病人带来福音
尼科莱勒斯教授说，更有趣的是，猴子不久就学会了把机械手当做自己的一个肢体来操作。他说，这种技术的进一步开发，会给瘫痪病人带来福音，帮助瘫痪病人摆脱坏死的神经，直接用大脑来控制工具或机器，甚至帮助他们用大脑信号，直接指挥瘫痪肢体肌肉的运动。尼科莱勒斯教授说：“这些研究工作的一个目的就是要看看，我们是否能制造一种神经修补仪器，帮助身体严重瘫痪的病人，重新掌握他们因为疾病或创伤而丧失的某些上肢的行动能力。”
尼科莱勒斯教授补充说，在学习用大脑指挥机械手活动的过程中，因为同时可以从屏幕上得到反馈信息，所以还可以帮助病人学习跟这些仪器的互动，研究人员希望人体大脑经过适应，能把仪器当成是病人自身的肢体来使用。
*有待进行人体实验
杜克大学的研究人员下一步希望得到美国粮食和药物管理局的批准，进入人体实验阶段。尼科莱勒斯教授还准备改善信号传输系统，从有线变成无线，让病人摆脱外部连线的困扰。
不过，这种技术要想投入广泛应用，还需要很多附加研究。首先，要进一步证明把微电极植入大脑的安全程度和有效年限。其次，要想从事比抓握更复杂的行动，可能需要显着增加电极的数量。耶路撒冷大学希伯莱大学的神经计算机中心主任西格夫说，根据这一研究成果看，要想拿起一杯咖啡或是早上起来刷刷牙，这类很简单的动作是能够完成的，但如果是一个脊髓伤残的钢琴家，想重新演奏肖邦的乐曲，就没那么容易了。(美国之音)(http://www.dajiyuan.com)
