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美国在猴子身上实现异体操控意味着什么?

图片:Dave Stokes / CC BY

这一技术的发展前景如何?

黄勋

这一技术属于脑机接口的范畴。

脑机接口英语:brain-computer interface,简称 BCI;有时也称作 direct neural interface 或者 brain-machine interface),是在动物(或者脑细胞的培养物)与外部设备间创建的直接连接通路。在单向脑机接口的情况下,计算机或者接受脑传来的命令,或者发送信号到脑(例如视频重建),但不能同时发送和接收信号而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。[1]

更具体一点,这个研究属于双向脑机接口,而且是异体双向脑机接口。

在这之前,脑机接口已经取得了一定的成果。早在 90 年代,Nicolelis 的研究小组就实现了让猴子用一年操控机械手臂[2]。但这种脑机接口是单向的,也就是说只能让大脑发送信息控制机械,而大脑不能收到来自机械的反馈。随后的脑机接口研究不断发展。就在去年,在 coursera 上教 computational neuroscience 的 rajesh rao 和他的同事实现了 human-to-human 的脑机接口[3]。

前景:我认为在彻底了解大脑工作原理之前,脑机接口是神经科学最有希望产生实用成果的方向之一。脑机接口其实更接近于工程中的模式识别,工作原理是找出某种动作所对应的神经元激活模式,再通过模式匹配实现控制。这项技术并不需要了解大脑工作原理,只要把大脑当成个黑箱子,观察输入输出就行了。。顺便说一句,”脑控“以目前的技术仍然是不可能实现的。因为要实现”控制“,必须先要有模式,而被试不配合的话是找不出这个模式的。

这个技术还有一个技术上的问题。如果要用侵入式来读取神经信号,就是往脑里植芯片的话,且不说开颅手术的风险,这个芯片电路时间长了容易被腐蚀。而如果用非侵入式的话比较常用的是 EEG(就是脑电波),但是这个东西得到的信号很粗糙,空间分辨率极低,准确度不好保证。那位用脑机接口教弹钢琴的……说不定老师弹巴赫,设备识别成贝多芬,再到学生那就群魔乱舞了。。

[1]脑机接口

[2]PLOS Biology: Learning to Control a Brain

[3]Researcher controls colleague’s motions in 1st human brain-to-brain interface

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