残疾人福音 可通过意念控制机械臂

人类的任何一个看似简单的动作其实都需要经过一个相当复杂转换。首先当你想执行一个命令，大脑中枢神经就会送命令给大脑皮层，然后由大脑运动皮层的神经细胞再传给肌肉。

但是对于瘫痪的人来说，他们大脑的信号无法传输到肌肉中，神经细胞的信号传到大脑运动皮层之后就告终止,。如果有一种方法可以监听到大脑的信号，就有可能识别出这个人大脑信号，并将信号翻译成对应的动作。

这听起来可能像科幻小说，但是科学家已经在某些领域取得了进展。早在2006年，就已经有报道过，在一个人大脑的运动皮层中植入电极可以让他们来操控屏幕中虚拟环境中的物体。最近，类似的技术又在猴子身上得到应验，猴子可以通过学习利用机械手臂执行一些简单的动作。

现在，我们已经在这领域向前迈进了一大步，研究人员采用了一个类似的植入技术让人类与一个机械臂连通。在实验证他们成功的让测试者执行一些简单的任务，甚至是利用这技术来喝咖啡。

上述涉及的两例子利用了相同的设备，称为“大脑之门”。在早期的试验中，测试者成功的控制光标。而事实上，他们植入电极已经超过了5年，这是具有重大意义的，因为疤痕组织常常会在植入部分形成，并干扰电极记录大脑的活动。在这种情况下，大脑活动的读取能力会逐年下降，但可幸的是，到目前为止信号强度仍足以让系统继续工作。

大脑之门植入的位置是在大脑的初级运动皮层中，它拥有96个电极可以对神经元活动进行监听。但按照今天的标准来说，96个电极并不算很多。

在试验中他们使用了两个不同的机器人手臂一个是德国航空太空中心生产的DLR，另一个是名为DEKA的手臂系统。他们要求测试者通过意念来控制手臂，而计算机会一直跟踪这一脑部活动。一旦系统识别了这一脑部活动，该手臂就可以摇摆，测试者就可以通过意念来控制手臂了。

在第一个任务中，他们要求测试者握住一个橡胶球，这一个橡胶球放在了一个支架上，所以它很容易倾倒。一个58岁的女性测试者在使用DLR手臂时成功率达到了50%，而当她使用DEKA手臂时成功率上升到了70%。而另一个66岁的测试者，他已经有5年的植入电极经验，他成功的碰到橡胶球的的比例达高达95%，虽然说成功抓住的比例有所下降，但是这一数据仍令人印象深刻。

研究人员为这成功率感到非常兴奋，他们接着给一个塑料瓶装上了咖啡，并放置了吸管，他们要求测试者通过控制机械臂来喝咖啡，在六次的测试中，这个测试者有4次成功的喝到了咖啡。

虽然说实验的成功率还不算很高，但如上述说的，人类的大脑皮层应该是可以植入更多的电极，并提供更好的脑运动监测。此外，随着练习的增加，测试者控制机器的能力也将进一步提升，所以现有的这个系统将会得到更好的表现。然而我们更期待的并不是单一机械臂，而是一系列的可以帮助到残疾人的辅助机械设备，如可通过意念控制的双腿，甚至是整身体。

Via：arstechnica