猴腦植入電極 意念操控機械

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【大紀元10月14日訊】〔自由時報編譯吳直耕╱綜合報導〕據「華盛頓郵報」十三日報導,北卡羅萊納州杜克大學的科學家在猴子的腦部植入一種裝置後,成功地讓猴子用意念控制一個機器手臂,這是科學家首次成功駕馭意念,並使之移動機械裝置。

 報導表示,這項技術未來有一天將能讓因為脊椎受傷而肢體癱瘓的病患,很自然地以意念操作機器或工具,如同其他人輕鬆自如地使用他們的雙手一樣。它甚至能將腦部的指示直接傳達至癱瘓的肢體而非機器,藉以讓一些肢體癱瘓的患者重新指揮他們手腳。此外,這種植入腦部的植入物也可讓科學家或士兵在不需動用雙手的情況下,控制在危險環境或在戰區行動的小型機器人。

 報導指出,在這項刊載在「科學公共圖書館」期刊創刊號的新實驗裡,猴子的大腦是透過連接線向機器手臂下達指令。領導這個研究小組的杜克大學科學家尼可雷利表示,未來他們將改良植入物,使其能以無線方式傳達指令。

 報導說,在相關領域的研究中,實驗對象所能進行的動作都侷限在「虛擬」的動作,例如讓游標在螢幕移動;或是侷限在兩度空間的小幅度動作,例如上下扳動一個槓桿。尼可雷利的研究則是首度讓動物學習利用腦部操作一種機器人裝置,並使其在空間裡朝各種方向移動,還有進行一連串相互關聯的動作,例如:向某個物體伸手,捉住物體,依照物體的重量調整握力。在這層意義上,等於是猴子的大腦已經把機器手臂視為身體的一部分。

 這個裝置利用很小的電極,每一個電極都像是比頭髮還細的連接線。尼可雷利將兩隻猴子的頭顱各鑿開一個小洞,俾利猴腦暴露在外,然後將九十六條這種連接線插在其中一隻猴子的腦部約一公釐深,然後將另外三百二十條插入另一隻猴子的大腦。這項手術耗費十小時,最後使用補牙齒的材料將頭顱補起來。尼可雷利說,猴子並沒有因為手術受到傷害。手術後,猴子的頭有一叢叢連接線向外突出。這些連接線可接上其他連在電腦與機器手臂的其他連接線。起初,科學家訓練猴子用搖桿控制機器手臂。此時,與整個裝置連接的電腦也同步解讀猴子腦部訊息的意義,試圖瞭解何種訊號為「伸手」,何種訊號為「抓取」。接著,科學家將搖桿的連接線拔除,依然移動著搖桿的猴子此時已經是透過能解讀牠們腦部訊號的電腦指揮機器手臂。尼可雷利說,最後,神奇的事發生了,整個研究小組看著猴子停止操作搖桿,僅靠意念操作機器手臂。

 進行同類研究的布朗大學神經科學家唐納修表示,肢體癱瘓的患者將是首批受惠於此研究成果的人,他們可以藉此取得打字及上網的能力,且未來的應用潛力無窮。

(//www.dajiyuan.com)

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