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仿生肢体革命?没那么快

探索脑机接口如何革新意念控制假肢,以及面临的重大挑战。

作者:Sarah Zhang
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http://youtu.be/gnWSah4RD2E 一只猴子通过脑机接口控制它的机械臂。 如果这只猴子能用它的机械臂吃棉花糖,那么人类的意念控制假肢离实现也不远了吧? 当然,如果所有你想做的就是坐在椅子上够棉花糖的话。 但正如迈克尔·乔罗斯特在《连线》杂志上的一篇最新文章中解释的那样,在制造能在日常生活中使用的手臂时,挑战重重。 在一天中,你可能会用你的手臂拿起椅子、解开夹克、或者挠你的脖子——这些动作中的每一个都是独特的。 但现在使用的统计算法只能将神经元的放电转化为几种刻板的动作。 而且这不仅仅是编写更好的算法的问题; 这也是一个输入问题。 让电极能够长时间从相同的神经元获取信号,是一场与身体自然防御机制的持续斗争。

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电极由金属制成。 身体充满了水、盐和令人眼花缭乱的其他化学物质。 将它们放在一起就像试图将叉子和牛排粘合在一起。 而牛排会反击,试图溶解叉子。 牛排将叉子视为威胁——当然,它就是。 当遇到异物时,大脑会发起一种名为胶质化的炎症反应,将细胞(如星形胶质细胞和微胶质细胞)包裹在电极周围,将其隔离起来。 随着时间的推移,电极会被一层疤痕组织包裹起来,起到绝缘作用。

避免使用电极并直接将传感器连接到皮肤的假肢也面临着缺乏特异性的问题。 肌肉会生长和萎缩,身体会发生变化,并且传感器每次手臂固定时都会略微改变位置,因此必须反复校准动作。 乔罗斯特最终对未来持乐观态度,因为科学家们正在开发一次性从数十万个神经元记录信息并防止电极周围形成疤痕组织的技术。 只是说,今天获得假肢的人不应该期望它像真正的肢体一样工作。

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