在帮助瘫痪患者重新行走的重大一步中，杜克大学医学中心的研究人员今天宣布，他们已经证明猴子可以使用脑力来控制机器人的行走模式。
杜克大学的研究人员与日本科学技术振兴机构的计算大脑项目合作，在恒河猴 Idoya 的大脑中植入了电极，当她在特制儿童尺寸的跑步机上行走时，电极收集来自她大脑运动和感觉皮层细胞的信号。电极记录了猴子在跑步机上以不同速度行走时细胞的反应；与此同时，Idoya 腿上的传感器跟踪了它们的运动模式。这些信息从他们在北卡罗来纳州达勒姆的实验室实时传输，以控制在日本京都的一个五英尺高的人形机器人（在此观看视频）的指令。
“我们可以读取来自皮层区域的信号……大脑的运动和感觉区域参与了行走运动程序的生成，”杜克大学神经科学家米格尔·A·L·尼科莱利斯说。“我们能够读取这些信号，解码它们，并将它们发送到一个设备……一个双足机器人，它实际上开始像猴子一样行走。”
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通过植入 Idoya 大脑的电极，研究人员发现，几个区域中的某些神经元在不同的相位和频率下放电，这取决于它们在复杂的、多肌肉运动过程中的作用。在实验过程中，机器人在 Idoya 停止在跑步机上行走后继续移动了几分钟，这表明她的神经冲动正在控制这个金属人的肢体。“她肯定在思考与她行走时相同的事情，”尼科莱利斯说。“如果她在思考抓香蕉，我们就不会得到相同的模式。”
尼科莱利斯及其同事的目标是为大脑与电子和机械设备之间的实时直接接口铺平道路，这些接口可用于恢复因损伤或疾病而丧失的感觉和运动功能。“我们的希望是，在不久的将来，”尼科莱利斯和他的前博士后研究员西达塔·里贝罗在 2006 年 12 月发表在《大众科学》上的一篇题为《寻找神经代码》的文章中写道，“我们也将掌握足够的语法来与大脑对话，这将使我们能够，例如，构建一个人体假肢手臂，该手臂装载传感器，以将触觉反馈发送到其用户的躯体感觉皮层。”
从猴子到机器人运动的实验，是多年来研究灵长类动物大脑通过神经信号刺激机械臂能力的高潮。在2000年，尼科莱利斯和他的同事描述了他们如何可靠地将猫头鹰猴 Belle 的原始脑电活动转化为信号，这些信号成功地指导了位于杜克大学和马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院实验室 600 英里（965 公里）外的机械臂的动作。Belle 的小手左右移动操纵杆，以对应杜克大学实验室显示面板上的一系列水平灯；两个机械臂都随之行动。
几年后的 2005 年，尼科莱利斯和他的团队监听了恒河猴 Aurora 使用操纵杆玩电子游戏时产生的大脑信号，并将它们转化为机械臂复制这些运动的指令。Aurora 最终能够在没有操纵杆的情况下，仅用她的思想来移动机械臂，尼科莱利斯说，这个实验解决了“关于大脑回路如何运作的基本问题”。
有关尼科莱利斯以及他在他的祖国巴西开展科学发展工作方面的更多信息，请查看 Christine Soares 在 2008 年 2 月刊《大众科学》上发表的文章“在科学基础上建设未来”。