脑对脑:心灵感应鼠鸣的曙光

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


米格尔·尼科莱利斯是一位杰出的神经科学家(兼表演家),他不断尝试探索利用脑信号控制机器的技术能走多远。在他的 2012 年著作《超越边界》中,他推测了一项实验,其中两只老鼠的大脑将交换信息——如果你愿意,可以称之为心灵感应鼠鸣。

他在其中一章写道:“在这种安排下,这两个大脑最终能否达成共识,比如说,关于每个老鼠仅部分探索过的复杂物体的身份?为了克服各自大脑的局限性,老鼠们是否会真正分享他们的思想,通过某种非接触式的、瓦肯心灵融合仪式来构建替代的感觉?”

尼科莱利斯刚刚朝着脑网络迈出了一小步。他于 2 月 28 日在《科学报告》(自然出版集团的一部分,《大众科学》也是)上报道,他在杜克大学医学中心的研究团队实现了两个啮齿动物大脑之间的来回信息交换。虽然不完全是瓦肯心灵融合,但该实验表明,脑机接口技术——即将信号从大脑皮层传递到假肢——可能会扩展到从皮层到皮层的信号传输。


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这是否会促成真正的思想交流——这是否会比在星巴克喝拿铁聊天更好?尼科莱利斯推测,这些接口最终可能导致相互连接的 大脑 网络,这将为集思广益的想法赋予新的意义。

距离脑网络还有很长的路要走。但以下是发生的事情:首先训练两只动物,当 LED 灯亮起时,按下其中一个或另一个操纵杆以换取饮用水。然后将微电极放置在每只动物的皮层中,当一只老鼠按下正确的操纵杆时,皮层活动样本被连接到第二个房间的第二只老鼠,那里没有“该喝水了”的 LED 灯。尽管如此,接收端的老鼠还是继续按下通过大脑链接传递信息的正确操纵杆。它的平均成功率为 64%,而偶然情况(50%)和目睹 LED 灯亮起后发送信号的老鼠的准确命中率为 96%。一项类似的实验尝试让一只老鼠向另一只老鼠传递狭窄或宽阔开口的存在。其中一项实验是通过互联网链接从巴西纳塔尔到罗利杜克大学进行的。

竞争激烈的脑机接口社区对赞美之词非常吝啬。该领域的另一位杰出人物安德鲁·施瓦茨对此并不感到惊讶。他为《自然》新闻告诉埃德·扬:“虽然这听起来可能像‘精神遥测’,但这只是二元检测和二元决策的非常简单的演示。为了真正引起人们的兴趣,应该解码、传输和接收某种连续的数值谱。”

尼科莱利斯向记者推荐的一位消息人士则更加慷慨。约翰·霍普金斯大学的神经科学家马歇尔·舒勒给予了高度评价:“这项工作进一步推进了尼科莱利斯实验室多年来开展的大量研究——特别是通过闭合脑驱动技术的‘控制回路’——以追求米格尔热情拥有的梦想,即设计智能的脑/机接口,以解决严重的健康问题,并有可能增强我们的原生能力。”

最近几周,尼科莱利斯还报告说,一只老鼠配备了一个传感器,使动物能够检测到不可见的红外光,并且他计划开发一个由大脑控制的机器人外骨骼,让一位残疾儿童在 2014 年世界杯或 2016 年奥运会上进行演示,这两项赛事都在他的祖国巴西举行。那么频率是多少,米格尔?请继续关注更多脑网络信息。

 

图片来源:Katie Zhuang,Nicolelis 实验室,杜克大学

 

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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