第15章 脑机连接（第4/7页）

2006年，两篇发表于《自然》杂志的论文提到了神经假体，这给那些神经系统受损的人与外在环境的互动带来了希望。在文章开头，约翰·多诺霍和他在布朗大学的同事们，描述了如何在负责运动的大脑区域——初级运动皮层的中央前回区排列96个电极。实验对象马特·内格尔的脊椎在一次事故中完全受损，导致他的四肢瘫痪。

虽然事故发生于做实验的3年前，但他仍可以通过“想象”手的移动在电极中产生信号，移动屏幕上的光标，打开模拟的电子邮件，以及操控类似电视的电子设备。他可以边说话边“想象”，就像正常人边说话边干活那样。他还可以用机械手臂完成简单的动作。

想象中，对机械手臂进行精细操作将需要大量的训练（好莱坞电影肯定会如此描绘，还可能会用蒙太奇的剪辑手法，并配上非常戏剧化的背景音乐）。但在现实中，科研人员惊喜地发现，内格尔迅速学会了如何操纵机械手臂。他在几分钟内就可以用想象中的手移动屏幕上的光标；在没有更多训练的情况下，他还迅速完成了一系列其他标志实验成功的动作。

虽然上述实验是在布朗大学里进行的，但它是该实验室与赛博动力学公司（Cyberkinetics）合作完成的，该公司以“大脑之门”为名注册了这项技术，预示着这项技术未来的商业潜力。如果实验室使用的是非侵入性连接，不需要植入电极，就更好了。这类电极应该不能终生使用，也伴随着感染等其他危险，所以最佳的情况是内置装置被可穿戴装置替代。另外，有证据显示，由电极记录的神经信号会随着时间的流逝而减弱，不同的个体对电极装置的运用能力也不同（这也许是由于电极排列的微小不同导致的）。

2006年，第二篇发表于《自然》的论文则在用思维移动机械手臂的基础上更进一步，展示了如何用意识直接完成某项任务。斯坦福大学的克里希纳·谢诺伊用一系列置于猴子脑中的电极更精确地捕捉到了它的行动意图。这个实验扩展了大脑和行为之间的联系。研究者称，如果把这个系统置于人类大脑中，它的准确性和实效性可以实现每分钟打出15个英文单词。

“大脑之门”技术可以实现人对机械手臂的操控，比如移动屏幕上的光标，但如果用来打字就太慢了；第二篇文章中的技术则可以利用意识直接在屏幕上打出文字，而不是用机械手臂逐个地敲击键盘。

这些实验只是朝着由大脑直接操纵机械手臂目标迈出的第一步，真正实现用机械手臂替代物理手臂还需要合适的反馈。我们不仅要有能力移动四肢，还得知道四肢在哪儿。虽然这个能力的重要性好像并不那么明显，但这是安装机械手臂的前提。我们先要知道四肢在哪里，才能对其进行精细操控。这个功能让我们可以闭着眼睛摸到鼻子，或者不用盯着手和腿看就能让它们下意识地运动。有几个实验室正在试图完成这个反馈系统，直接向神经系统输入手或腿的信息。

虽然假肢和大脑直接互动还处于实验阶段，但是相关研究已经有了长足的进展。现在的研究者通常采用不那么危险的方法，他们把肌肉和神经系统相连，而不是直连大脑。因为这样的实验更安全，而且能够延长假肢的使用期。比如，2014年的一篇文章详细记录了一个瑞典卡车司机使用假肢后一年的生活。用7个电极将他的假肢和上臂神经系统连接起来，在一年时间里，他的假肢持续得到精细的调控，比如他可以用假肢开锁或捡起地上的鸡蛋。

现在的一些假肢的电极位于其表面，采用插拔的连接方式，但这些假肢还存在一些问题，有时不能正常工作，还会导致酸痛感，精准度也有限。上述第一篇文章中的实验使用了植入式电极，这个方法显然更有效。因为它用到了原有手臂中的神经通路和肌肉，连接方法更简单，操控也更精细，但要避免早期临床试验中的潜在风险。