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一群科学家今天在《自然》杂志上描述了他们在驾驭终极遥控工具方面取得的成功:大脑。杜克大学的米格尔·尼科莱利斯和他的同事将猫头鹰猴的大脑与机械臂连接起来,使动物的思想控制机器人的动作。更进一步,他们证明了这些思想信号可以通过互联网传输,并操纵位于 600 英里之外的合著者曼达亚姆·斯里尼瓦桑在麻省理工学院的实验室中的机械臂。“就好像猴子有一条 600 英里长的虚拟手臂,”斯里尼瓦桑说。希望这项工作可能促成假肢的出现,使其像它们所取代的肢体一样易于使用。
作为这项实验的第一步,研究人员在猴子大脑皮层的多个区域植入了多达 96 个电极。(在一只动物身上,电极植入了两年。)当动物移动手并伸手去拿食物时,电极使他们能够记录大群单个神经元的活动。将这种输出输入计算机后,他们发现了模式,然后用这些模式构建了一个数学模型,该模型能够实时预测动物的手部轨迹。完成这种转换——神经输出转换为预测运动——后,他们准备测试信息从猴子传递到机器的效率。结果证明,这些动物能够控制机械臂在三个维度上的运动,以够到一块食物。
“该系统的可靠性和电极的长期可行性使我们相信,这种范例最终可用于帮助瘫痪患者恢复一些运动功能,”尼科莱利斯评论道。“该系统还提供了一种新的范例来研究大脑如何编码信息的基本问题。例如,既然我们已经使用大脑信号来控制人造手臂,我们就可以进行实验,在实验中我们改变手臂的属性或向动物提供视觉或触觉反馈,并探索大脑如何适应它。” 事实上,尼科莱利斯和他的同事计划很快开始涉及此类反馈的“闭环”实验。