让瘫痪病人用「意念」重新行走，脑机接口的真正使命是什么

2017-08-06 15:19 来源:极客公园 脑机 /大脑

原标题：让瘫痪病人用「意念」重新行走，脑机接口的真正使命是什么

作者： 早优夫斯基

从《黑客帝国》到《攻壳机动队》，人类试图将思维转化为数字信号的尝试从没停止过，「半机械人」也在从科幻概念一点点变成触碰得到的现实。

2014 年 6 月 12 日下午 15 点 33 分的那一刻，在巴西圣保罗世界杯开幕的现场，十二亿人都正在为一次稀松平常的踢球动作而疯狂庆祝。一个名为 Juliano Pinto 的高位截瘫的男孩完成了一个壮举，在全球十二亿观众面前，他用自己的脑子控制机械外肢为 2014 年巴西世界杯完成了开球。他并不能移动他的身体，但是他可以想象踢球所需要的动作，并通过这种想象操控机械外肢做出相应的动作。

他的这一脚，浓缩了整整 30 年人类科学对脑部基础研究的精华。

从猴子摘葡萄到神经义肢

思维控制机械，如此科幻的概念可能比你想象的要更早出现，这也正在让人类的未来发生一些改变。

其实，早在 1963 年英国神经生理学家 W. Gray Walter 就开始了脑机接口的研究，他发现了关联性负变效应（CNV），即在一个人意识到他即将要采取的行动前半秒钟，大脑会出现一个闹点活动的消极巅峰。在给癫痫病人的治疗中，处于确定脑内病灶的需要，他在病人大脑中贴近大脑皮层的位置安放了电极。治疗过程中他突发奇想，在病人们欣赏幻灯片时，他偷偷把脑电电极连接到「电位转换器」上，把病人大脑运动皮层的场电位信号转换成了幻灯片的切换信号。这时候，奇迹出现了，病人每次打算换片时，还没有按动控制按钮，幻灯片就自己换片了！这是脑机接口技术的第一次完整实现。

而将脑机接口这一理念真正落地的，则是 Miguel Nicolelis 创立的杜克大学的神经工程研究中心。他们创造出的 Brain Machine Interface 技术能够把大脑连接到机器上，那么人和或者动物就能通过在大脑中想象需要让你身体去做的动作，就够控制这个设备，无论这个设备离你的身体有多远，你依旧可以通过大脑来控制这个机器。

脑机接口其实并不是什么高深的科学，只是基础的脑部研究，运用遍布脑部的电极传感器来接收大脑发出的试图驱动肢体去完成某个动作的神经信号。感应器能够同时接收成千上万的脑细胞的神经信号，并且从这些信号的数据中，得到大脑在发出不同指令时的信号规律，最终把这些信号转化成了数字指令。

经过转化后的脑神经数据通过传输，任何机械或是电子设备能够接，于是人和动物也就能通过大脑的想象去控制各式各样的机械，帮助他去完成想做的动作。

在 2000 年，Miguel Nicolelis 的研究组成功训练一只猴子学会通过大脑的脑机接口去控制一只虚拟手臂，并做出正确的选择从而获得果汁奖励。随后 Miguel Nicolelis 的研究组还通过训练猴子用无限脑机接口来遥控轮椅，让猴子在房间中随意移动，去摘去随机在房间中出现的水果。

这一切都让 Miguel Nicolelis 和他的研究组兴奋不已，他们迅速重启了 15 年前提出的观点，重新起草了文章，他们人为，也许通过脑机接口让一个瘫痪的人重新获得运动能力。

所以 Miguel Nicolelis 开始去思考，这不应该只存在于一个实验室的实验，他们有了一个新想法。这个想法惠及到了人类，特别脊髓受损的患者，这群人大多四肢瘫痪，根本无法移动，也感觉不到自己的四肢，但他们的大脑功能依旧正常。

Miguel Nicolelis 和他的同伴认为，通过 BMI（Brain Machine Interface）来获取他的大脑数据，因为他的大脑还是正常运作的，没有损失任何的想象和控制的功能，然后将这种数据信号重新传导到他新的机器身体上。当这些高位截瘫的患者穿上这样机器人盔甲，他只要去思考，就像之前实验中的猴子一样，就能动起来。

而从上述实验中获得的成果，其中最具实际意义的是将这项技术落实到脊髓受损和高位截瘫病人的运动能力恢复。通过链接大脑的神经义肢和机械铠甲，脑机接口这项技术能够非常实际的帮助到人类。

意念行走，脑机接口该有的使命

瘫痪病人能用「意念」重新行走，这件事正在发生。