我國首次用人的意念控制機械手

你還記得電影《阿凡達》中的這一幕嗎？在潘多拉星上，下身癱瘓的前海軍戰士杰克·薩利躺在密封艙中，通過頭上戴著的復雜設備，利用意念操控人造的混血阿凡達。同樣，在電影《X戰警》中，X教授能夠閱讀對方的思維和記憶，甚至用這種意念操控對方。

或許，你在想這都是導演虛構出來的，現實中根本不存在。不，利用“意念”來操控機械，已經不再是人類的空想。昨天，浙醫二院神經外科和浙江大學求是高等研究院的“腦機接口臨床轉化應用課題組”發布，他們首次成功嘗試用人的意念，讓機械手完成“石頭、剪刀、布”這一動作，這是我國首次用人的意念控制機械手，該項研究將為“漸凍人”、中風者等肢體癱瘓者，實現肢體活動帶來希望。

通過人的意念 機械手玩起“剪刀、石頭、布”

動物對人類科研貢獻巨大，去年科學界哪位動物明星最紅？猴子“建輝”。浙江大學求是高等研究院科研人員給“建輝”腦部插上電極，連接電腦和機械手臂。面對杯子、盒子、圓圈等不同的物體，它能指揮機械手臂用抓、勾、握、捏四種不同的動作，將物品牢牢抓住。

“現在，我們已經能夠讓猴子通過意念抓住一個物體，準確地放到另一個地方，甚至避開一些障礙。”浙江大學求是高等研究院鄭筱祥教授說。當然，這只是動物試驗，科研成果的最終目的是應用于人類，上周浙二神經外科迎來了這樣一個契機。  

小劉，20來歲，已被癲癇折磨了10余年，現在每周要發作一兩次，抗癲癇藥物都用遍了，依然控制不了病情。在浙醫二院癲癇中心，專家檢查和評估后認為，需要在她顱內埋藏電極來進一步分析皮層腦電，找出癲癇灶部位，而其中一塊4×8厘米大的電極需要覆蓋大腦表面的運動感覺區。

專家覺得這是一個做“意念”試驗的好機會，在征得患者和家屬知情同意，醫院倫理委員會的批準，不影響病人癲癇檢測的情況下，用分線器將監測的腦電分出一路，連接到腦電信號分析儀上。腦電信號經解碼處理后，再輸入到機械手，從而控制其手指活動。

記者在視頻中看到，當小劉出“剪刀”時，機械手也出“剪刀”；出“石頭”時，機械手也出“石頭”。在進一步實驗中，研究人員還讓機械手玩起了猜拳游戲，如小劉出“剪刀”，機械手出“石頭”，直接打敗小劉。這種準確度達到了80%左右。

用“意念”完成操控 這要從大腦如何指揮人體說起

浙醫二院神經外科張建民主任介紹，人腦皮層是人類最高級神經功能活動的區塊，其中又根據所指導的功能類型不同分為若干個子區塊。人腦皮層控制人的動作的子區塊位于運動皮層。

當人腦產生做某一動作的想法時，這種想法會以電傳導的方式在特定神經元細胞之間傳導，并最終在運動皮層形成具有一定電信號特征的神經沖動，用來指導這一動作的信號發放，并通過神經纖維傳導至手、腳等，完成動作的實現過程。因此，所謂的“意念”是指人腦產生做某種動作的神經電信號，并借助大腦神經網絡的傳輸，指導肌肉完成相應的動作。

“意念”操控，就是利用人類的腦波操控。通俗地講，人類在進行各項生理活動時都在發放腦電信號，如果用科學儀器測量大腦的電位活動，那么在熒幕上就會顯示出波浪一樣的圖形，這就是“腦波”。腦波活動具有一定的規律性特征，和大腦的意識存在某種程度的對應關系。人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態之下，腦電波的頻率會有明顯的不同，正是因為腦波具有這種隨著情緒波動而變化的特性，人類對于腦波的開發利用成了可能。

電影《阿凡達》中所展現的實際上是一種叫做腦機接口的技術。再例如英國科學家“漸凍人”霍金，他現在只有眼睛能動，科學家就通過這種“眼動”，對信號進行分析，讓霍金的思想能夠實現表達。

漸凍人、中風偏癱者等

有望借此技術

實現簡單生活自理

通過以上解釋，我們就不難理解，為什么小劉想著出“剪刀”，機械手就出“剪刀”。鄭筱祥教授介紹，先要讓小劉做40次“剪刀、石頭、布”的動作，科研人員通過電極采集到這些腦電信號，然后分析出不同信號所代表的意思，完成神經信號“建模”。所以，當小劉想著“剪刀”時，電腦就可以通過神經解碼，直接命名機械手，做出這個動作。

這項研究的邁進，給肢體癱瘓者帶來了希望，如中風偏癱者、“漸凍人”等。我國每年約有170萬中風患者出現偏癱等嚴重后遺癥，導致生活不能自理。而“有話要說，只是說不出話來；很想吃東西，但是不能吞咽；頭腦很清楚，但只有兩眼會動”的“漸凍人”也約有6-8萬。

不過，鄭筱祥教授和張建民主任介紹，現在還有兩個難點，一是國家有關部門還沒有正式批準，這項研究在人類身上進行；二是機械手的先進性，還不能和國外的比，一些精細動作完成不了。