思想的力量

戴維．懷特豪斯

３年前，２５歲的馬修·內(nèi)格爾脊髓受傷，幾乎只剩下說話和聳肩的能力，做其他任何事情都需要?jiǎng)e人幫助。但是，盡管自２００２年以來(lái)內(nèi)格爾不曾抬起過手，但他最近卻指引著光標(biāo)在電腦屏幕上移動(dòng)。他的手沒有動(dòng)，但光標(biāo)動(dòng)了，這是怎么回事？他不過是通過意念使它動(dòng)了起來(lái)。

為實(shí)現(xiàn)這一壯舉，外科醫(yī)生在內(nèi)格爾的腦部植入了一個(gè)極小的傳感器。傳感器能感知在正常情況下指揮身體部位移動(dòng)的電信號(hào)。這些信號(hào)并不是要沿著他受損的脊髓往下傳送，而是被收集并通過電線和光纜傳送給特定的硬件和軟件，后者再把它們轉(zhuǎn)化成由電腦驅(qū)使的運(yùn)動(dòng)。

意念控制事物

在分布于全球的若干實(shí)驗(yàn)室里，一些人在學(xué)習(xí)如何僅僅通過思想的力量移動(dòng)光標(biāo)、開門、開燈甚至屈伸假肢。他們中的大多數(shù)都是殘疾人，活動(dòng)能力即便尚存也所剩無(wú)幾。但是，多虧植入他們大腦表面的一塊微小的電腦芯片，他們可以獲得對(duì)周圍事物的部分掌控權(quán)。

有一種芯片叫做“大腦之門”。它由約１００根類似頭發(fā)的電極組成。在試驗(yàn)中，芯片被植入大腦負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域之上。當(dāng)電極所接觸的腦細(xì)胞產(chǎn)生沖動(dòng)時(shí)，它們發(fā)出的微弱電流通過電線從大腦傳到等待指令的電腦。

從某些方面來(lái)看，獲得信號(hào)是最容易的一部分，破解它們則是另一碼事。但科學(xué)家正在這方面取得令人矚目的進(jìn)步，發(fā)現(xiàn)腦細(xì)胞遵循的是簡(jiǎn)單規(guī)則。若想指揮胳膊或腿向左移動(dòng)，它們可能就釋放若干數(shù)量的沖動(dòng)；若想指揮它向右移動(dòng)，就釋放另外數(shù)量的沖動(dòng)。然而，芯片“大腦之門”存在的問題是，它只能感知極少數(shù)細(xì)胞的活動(dòng)。以一根手指的運(yùn)動(dòng)為例，實(shí)際上可能有數(shù)百萬(wàn)細(xì)胞同時(shí)釋放沖動(dòng)?；蛟S有一天，技術(shù)會(huì)發(fā)展到能從我們的大腦里提取圖像。這聽起來(lái)可能匪夷所思，但其實(shí)已經(jīng)在貓的身上實(shí)現(xiàn)了。

通過貓眼看世界

幾年前，一群美國(guó)科學(xué)家將一只貓的大腦與計(jì)算機(jī)相連，通過它生成了貓所看到的世界的圖像。伯克利加利福尼亞大學(xué)的這些研究者由此得以重現(xiàn)“包括可以識(shí)別的移動(dòng)物體的自然場(chǎng)景”。他們將電極與貓腦中丘腦區(qū)域的１７７個(gè)細(xì)胞相連，并監(jiān)控它們的活動(dòng)。

丘腦通過視覺神經(jīng)與貓眼直接相連，它的每個(gè)細(xì)胞都會(huì)對(duì)貓視野中的特定內(nèi)容作出反應(yīng)。一些細(xì)胞在貓視野中出現(xiàn)物體的邊緣時(shí)釋放沖動(dòng)，另一些細(xì)胞則在看到特定角度的線條時(shí)才這樣做。就這樣，貓的大腦獲得了重現(xiàn)某個(gè)圖像所需的信息。

這些研究者們使用一種叫做“線性解碼”的技術(shù)，在他們的電腦上再現(xiàn)貓所看到的一切。令他們吃驚的是，他們看到了包括可以識(shí)別的物體（例如人臉）的自然場(chǎng)景。

思想驅(qū)使光標(biāo)

線性解碼技術(shù)也可以反過來(lái)用。來(lái)自光敏芯片的信號(hào)可以被輸入大腦的后部，進(jìn)入視覺神經(jīng)感知來(lái)自眼睛的信號(hào)的區(qū)域。這樣失明者可以“看”到粗略的圖像。

在對(duì)猴子的研究中，科學(xué)家將猴子的大腦與機(jī)械手相連。大腦將機(jī)械手視作身體的一部分，并指派腦細(xì)胞控制它，逐漸學(xué)習(xí)如何使用它。這其實(shí)是一個(gè)自然的過程：我們開始學(xué)習(xí)一項(xiàng)新工作——比如演奏樂器時(shí)，一些腦細(xì)胞會(huì)被分派做這項(xiàng)工作，并變得專門從事這項(xiàng)工作。這樣，最優(yōu)秀的鋼琴家有大量的神經(jīng)元專門從事彈琴的工作，他彈得自然要比只有少數(shù)分管彈琴神經(jīng)元的初學(xué)者好。

我們的適應(yīng)性極強(qiáng)的大腦已經(jīng)展現(xiàn)出它能做些什么。在一個(gè)試驗(yàn)中，受試者頭戴一個(gè)類似泳帽的接滿電極的東西。這些電極能感知大腦的信號(hào)，戴它們的人可以學(xué)著僅僅通過思想讓光標(biāo)在電腦屏幕上移動(dòng)。盡管連接有機(jī)世界與電子世界的技術(shù)剛剛起步，許多科學(xué)家仍認(rèn)為，它將是醫(yī)學(xué)界最重要的發(fā)展之一。

（摘自《參考消息》）