（猴子接受头发丝薄厚的微型芯片植入后，能通过思维，操纵机械手完成抓、勾、握、捏四种不同的手部动作。）
风靡全球的电影《阿凡达》，让无数人为之震惊，欲罢不能。剧情里便涉及一种称为“脑机接口”的技术，当前科学家最热衷的研究领域，即通过大脑指令操纵强大的机器，将大脑智慧和强大的机器二合为一。
历经5年，浙江大学试验表明，猴子接受头发丝薄厚的微型芯片植入后，能通过思维，操纵机械手完成抓、勾、握、捏四种不同的手部动作。
昨天，浙大求是高等研究院脑-机接口研究团队公布了他们取得的最新研究进展。这项成果代表了国际“脑机接口”领域的最前沿水平。
而这一最新研究成果，使那些饱受折磨的瘫痪病人看到曙光：也许在不远的将来，人类能通过思维控制做到喝水、开关门、转换电视频道等行为动作，真正实现“心想事成”。
一只叫“建辉”的猴子
能操纵机械手完成4个动作
现场
在浙大紫金港动物实验中心，大型动物实验区内，住着一只猴子，研究人员给它取名“建辉”。今年，它5-8岁，相当于人类的20-25岁，来到这个实验室已经有一年了。
听研究人员说，“建辉”怕生，这么多人突然来看它，它会变得烦躁。避免使它受到惊吓，而影响实验结果。现场的记者被编排成5人一组，依次进入实验室。进入前，每人还要换上白大褂，套上蓝色的鞋套。
在实验室内，“建辉”戴着顶可爱的帽子，住在一个铁笼内。当它面前的一盏指示灯亮起来，一个长方形的纸盒子递到它面前时，训练有素的“建辉”立刻伸手去抓这个纸盒。当它做对了，它可以得到奖励，一杯特制的药饮。
而旁边的一只机械手听命于“建辉”，似乎与它有“心灵感应”，几乎是同步做着一模一样的抓纸盒动作。据研究人员介绍，这只机械手，是世界上最精密的机械手之一，由意大利圣安娜高等研究大学Carrozza教授领导的实验室研制。
除了抓这个动作，还有勾、握、捏四种不同的手部动作，“建辉”可以操纵机械手轻松完成这四个动作。针对不同的动作，研究人员递给“建辉”的是四种不同形状的物体。除了长方形的纸盒，还有钥匙、纸杯、环形胶带圈等。
凭啥操纵机械手？
“建辉”大脑装了2块芯片
揭秘
科学实验，充满了神奇，隐藏了秘密。
其实，在“建辉”的帽子下面脑袋里，暗藏玄机。早在1年前，浙医二院神经外科副教授朱君明专门为“建辉”做过脑部手术。
朱君明介绍，手术中，在“建辉”大脑运动皮层植入两块4MM×4MM芯片（96个电极），这两块芯片与200多个神经元相连接，用来感受来自神经细胞的脉冲。
而芯片的另一头连接着一台计算机，它实时记录着“建辉”一举一动发出的神经信号。在屏幕上，这些脑电信号呈现出高低和频率长短不同的“声音”。研究人员利用获得的神经信号研发神经信号实时分析系统，对记录到的200个神经放电信号进行解读，最终区分出了“建辉” 抓、勾、握、捏四种不同信号的“密语”。
换句话说，研究团队运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号，使猴子的“意念”能直接控制外部机械手。
比如，当“建辉”开心地玩着玩具，它的脑部信号正被外部的计算机所“截取”并“破译”，直接传递到机械手，“心灵感应”就这样产生了。
“手的运动区少说也有几万到几十万个神经元，我们利用200个左右的神经元能对手的运动做出解码。”浙大脑-机接口研究团队负责人郑筱祥教授说，产生的控制指令相对于真正灵活多变的手指运动，在精细度和复杂度上还有一定句路。
不过，随着时间推移，研究可以发现猴子，通过思维，将机械手运用得像自己肢体一样熟练。
“心灵感应”若运用于各部位
肢障患者可以自己照顾自己
应用
近年来，一种称为“脑机接口”的技术迅速成为全球科学家最热门的研究领域之一，它致力于在大脑和外部设备（例如假肢）之间建立一条传输大脑指令的通道，实现即使在脊髓损伤发生神经通路损坏的情况下，脑部的信号也能通过外部设备有效达到身体各处，使行动障碍的人重获独立生活的能力。
2008年，美国匹兹堡大学科研人员宣布实现让猴子“意念”控制机械手臂的运动；2011年，美国杜克大学科研人员宣称，能让猴子用意念移动虚拟手掌，还能感受虚拟手掌触摸物体的触觉信号。而浙大的这项成果特别之处在于，研究人员捕捉到的神经信号是更为精细的手指信号，复杂性和精密性要求高于之前美国研究人员实验的手臂移动。
若“心灵感应”能自如地运用于人体的各个部位，就能大大提高肢障患者的生活质量，使他们能够像正常人一样不必完全依赖他人的照顾而生活。
“研究成果应用于临床，可以使得一些瘫痪病人自己照顾自己，增强个体的认知能力、身体机能等。”浙大求是高等研究员博士、副教授陈卫东介绍认为，有关技术还须提升，比如将每个芯片包含的微电极数量由数百增至数千。到时病人只需花数月熟悉，机械骨骼便会和病人身心相连，恍如身体一部分。
此外，郑筱祥教授还提到了，2006年布朗大学教授唐纳侯的重大发现，将96极芯片直接植入人脑，通过脑信号解读，来控制电脑、电视频道转换等。这是“脑机接口”技术重大突破。目前，唐纳侯教授已有五名志愿者，其中植入芯片最长的已达5年。
“今后，也有可能做这方面的研究，但无法预计时间。”郑教授表示，所有的这类研究都必须经过相关部门的审核。比如，“建辉”的实验需要通过动物伦理委员会的论证和批准。
人类可通过大脑讯息
直接和计算机的操作系统交互交流
未来
未来趋势，无法预测。电影《盗梦空间》描述将思想植入人脑的技术，原来现实中不但可行，甚至可能比电影情节更尖端。
据资料，较早前成功让猴子以及帕金森病患者，通过植入脑中的电极传出讯息，从而控制计算机屏幕上的游标；又曾让一只猴子以大脑讯息，在因特网控制千里之外的一个机械人行走。
此前，美国科学家已经成功将思想植入猴子的脑袋，让猴子“学懂”解读人类讯息。若技术发展成熟，将来四肢瘫痪者可运用意念自如控制机械骨骼，人与人之间更可以意念沟通。而要真正让四肢瘫痪的病人自如控制机械骨骼，讯息的流动必须双向，使病人感受到步法和行走速度等“感官讯息”。将讯息直接传送到大脑皮层正是关键一步。
相关技术还可有更广泛用途。将来人类可通过大脑讯息，直接和个人计算机的操作系统及软件交互交流，不用鼠标和键盘便可开启程序和在计算机撰写笔记。相关技术将来更可发展为“大脑网络”(brain net)，让人类以大脑讯息直接沟通。现时英特尔、Google(谷歌)和微软皆已成立“脑袋机械”部，进行相关研究。
（2012-02-22）
