“主體”猴子的大腦中植入芯片 “阿凡達”猴子的脊髓中植入電極 控制成功率高達98%

　　導讀：在電影《阿凡達》中，通過科學技術可以讓“足不出戶”的人類控制克隆人的軀體進行探險。這一科幻場景如今在實驗室中成真。美國哈佛大學醫學院等機構研究人員在18日的英國《自然—通訊》雜志上報告說，他們在實驗中使用了兩只猴子，作為發出指令的“主體”能夠控制“阿凡達”完成動作。

　　受電影《阿凡達》啟發

　　《阿凡達》是2009年的一部著名科幻電影，故事發生在2154年，主人公是一個雙腿癱瘓的前海軍陸戰隊員，被派遣去潘多拉星球。在這個星球上，地球人克隆了適合在其土壤上生存的通體藍色的“阿凡達”，讓主人公的意識進駐其中，他的大腦被連接在計算機上，控制著作為人類在這個星球上自由活動的化身的“阿凡達”外出活動。

　　“科幻為科學技術的創新創造藍本。”網友“醫學插畫師阿杜”留言評價道。據科學雜志《自然—通訊》于2月18日刊登的一篇論文顯示，美國的科研人員首次在猴子身上實現了“阿凡達式”的異體操控。

　　這一研究的作者齊夫·威廉姆斯是哈佛醫學院的一名神經外科醫生及神經學家，在接受科學雜志采訪時，他承認自己是受到電影《阿凡達》的啟發。他和他的兩名同事在實驗中使用了兩只猴子，一只作為“主體”，另一只作為被控制的“阿凡達”。

　　在“主體”大腦中植入芯片，再通過計算機進行記錄和解碼，研究人員發現，“主體”猴子能夠成功控制“阿凡達”用操縱桿完成控制屏幕上光標移動的動作。

　　主體可借“阿凡達”移動光標

　　該論文顯示，“主體”猴子的大腦中植有芯片，對腦中100個神經元的電活動進行監控，記錄并解碼它支配身體動作時的大腦活動，被控制的猴子“阿凡達”的脊髓中則植入了36個電極，用來刺激肢體活動。

　　具體來說，通過計算機可以對“主體”猴子的大腦活動進行解碼，記錄主體要做什么，然后這些信號會傳遞給“阿凡達”的脊髓和肌肉中的裝置，通過電極對“阿凡達”進行刺激。

　　實驗結果表明，“主體”猴子可以通過“阿凡達”的手移動光標。在實驗中，“阿凡達”猴子服用了鎮靜劑，以便被“主體”控制，如果它成功按照“主體”意愿移動了光標，還會得到一杯果汁作為獎勵。

　　控制軀干中的每一塊肌肉去做想讓它做的動作是非常難的，研究者索性將這一問題簡單化，“通過專注于動作的目標是否達到，而不是某些肌肉和關節”。不過，最終研究人員發現，“阿凡達”的任務成功率高達98%。

　　將助癱瘓病人實現“行動”

　　技術進步是好事，“但是有些技術落到恐怖分子手里邊，地球估計就完了”，有網友在社交媒體上對此評價道。像電影中一樣控制克隆人也不具有現實意義，畢竟克隆人的倫理問題也早就拋給了地球人去思考。

　　不過，威廉姆斯在回答這篇論文的目的和意義時指出，這篇研究的根本價值在于幫助癱瘓的人能夠通過這種方式實現“行動”的夢想，而且，不是控制他人實現行動，而是控制自己。

　　目前，導致人癱瘓或運動能力受損的原因就是脊髓損傷，阻礙了大腦向主體傳遞指令信息。威廉姆斯說：“癱瘓的病人由于神經或者脊椎受損而無法行動，這也是當下外科的一大難題。”

　　威廉姆斯表示，他們希望最終能夠讓病人控制自己的肢體。“我們需要為病人的受損脊髓人為地建立一個具有功能的支路，分別在大腦和受損的脊髓中植入兩個裝置，一個是芯片，用來記錄和反映大腦的意愿，另外一個裝置用來刺激肢體活動，最后，再把兩個裝置連接起來。”威廉姆斯解釋道。

　　“目前，這只是一個概念驗證，”威廉姆斯說，“原理上可行，但如果應用于醫療，我們還需要進一步驗證，畢竟人和猴子有很大差異。”本版文/本報記者 岳菲菲

　　我國曾用人工控制信號實現兩只蟾蜍互感互動

　　我國科學家也一直在進行異體控制方面的探索。據新華社報道，2010年1月28日，利用微電子神經橋和互聯網技術，南京和北京之間實現兩只蟾蜍互感互動。

　　當時來自東南大學、南通大學、中國康復研究中心等科研單位的學者，組成南京和北京兩個小組。在一只坐骨神經已與微電子神經橋發射端連接的蟾蜍腳趾上，北京實驗小組給蟾蜍一個刺激，使蟾蜍腿產生縮腿動作。微電子系統將此神經信號放大處理后通過3G無線互聯網傳送到南京，南京的實驗小組將北京蟾蜍的坐骨神經信號接收、處理，刺激本地蟾蜍的坐骨神經。這時，南京的蟾蜍做出和北京蟾蜍相似的縮腿動作。反過來，南京的實驗蟾蜍縮腿時，其坐骨神經上的神經信號傳送到北京后也控制北京的實驗蟾蜍產生類似縮腿動作。兩地的實驗得到了相同的結果，從而，驗證了千里之外兩只蟾蜍可以實現互感互動的科學設想。

　　由于當時人們還不能解讀肢體運動的神經編碼，所以上述實驗室是利用人工控制的信號產生肢體運動，與正常人肢體運動的自由度與和諧度相去甚遠。負責這一項目的王志功教授當時表示，根據本次實驗結果推想的方案，未來可以通過“微電子神經橋”和無線傳輸技術，將健康人肢體運動相關的神經信號與癱瘓病人的運動控制神經系統聯系起來，從而使癱瘓病人的肢體在健康人動作相關神經信號的控制下，完成類似的和諧動作，達到康復鍛煉的目的。也可以將在千里之外的機器人的信息系統通過“微電子神經橋”和無線傳輸系統與本地人的神經系統聯系起來，使異地的機器人在本地人動作相關神經信號的控制下，完成類似的高難動作。四年之后的今天，美國科學家在上述領域已經邁出了關鍵一步。