http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-08-29
发送脑信号就能遥控同伴做简单运动
科技日报讯 (记者常丽君)据物理学家组织网8月28日(北京时间)报道，最近，美国华盛顿大学科学家首次进行了一项人类之间非侵入式脑对脑接口实验，一个研究员能通过互联网发送脑信号，控制远在校园另一边的同伴的手部运动。
该实验由华盛顿大学计算机科学与工程教授拉加什·拉奥和学习与脑科学研究所心理学副教授安德烈·斯托克等人在8月12日进行，整个过程均有视频记录，并遵守一套严格的国际人类试验准则。
实验通过脑电记录EEG和一种磁刺激技术TMC在两端记录和发出脑信号，用Skype设备(一种网络语音沟通工具)将两个实验室仪器连接起来，而拉奥和斯托克都看不到Skype屏幕。拉奥坐在他的实验室里，戴一顶连满了电极的帽子，电极与脑电图仪相连；斯托克坐在校园另一边的实验室里，戴一顶游泳帽，上面标记着磁刺激位点——左运动皮层部，这里控制着他右手的运动。
拉奥看着计算机屏幕，不动手而在心里玩一个简单的视频游戏。当他要向目标发射炮弹时，他想象着自己移动了右手，让光标点“开火”按钮。斯托克戴着除噪音耳塞，看不到计算机屏幕，几乎是立刻地、无意识地用右手食指按了键盘上的空格键，好像是在“开火”。
前不久，杜克大学研究人员曾用两只小鼠实验过脑对脑接口，哈佛大学演示过人和小鼠的实验，而这次实验是在人脑之间。斯托克说：“互联网这种连接计算机的方法，现在可以成为连接大脑的方式。我们希望能实现知识在人脑间的传播。”
有人可能会担忧这项技术的安全运用，但拉奥说，这一技术只能读取特定的简单脑信号，并不能读取人类思想，也不能使任何人违背你的意志来控制你的行动。“这次只是基本的单向信息流，下一步将在两个大脑之间，直接进行更加对等的双向交流。”拉奥说。
[中科网]
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触觉和运动神经元能对视觉信号起反应
可开发与瘫痪病人体觉和运动神经线路完全融和的假肢
中国科技网讯 据物理学家组织网近日报道，美国杜克医学院的科学家通过动物实验发现，大脑的触觉和运动神经元除了能感知接触、控制运动以外，还能对视觉信号起反应。这一发现不仅解释了“橡胶手错觉”，帮人们理解不同脑区共同形成身体图式的机制，还有助于开发与瘫痪病人体觉和运动神经线路完全融和的神经假肢。相关论文发表于美国《国家科学院学报》上。
早期研究表明，大脑对自己的身体有一个立体的内部图像，通过接收来自皮肤、关节、肌肉及视觉、听觉的信号，不断刷新着触觉、痛觉、温度、压力等信息。这一动态过程形成了大脑对身体的内部影像，也叫身体图式。一个例子就是“橡胶手错觉”，即当人们感到自己的手被触摸，同时又看到一只假手被触摸时，他会感觉这只假手是自己的。
为了解释这种“橡胶手错觉”，研究人员设计了一种实验，集中研究猴子的体觉和运动皮层的脑活动。他们让两只猴子看计算机屏幕上的一条猴子手臂，并用一个虚拟的球去碰触计算机中猴子手臂，同时也用东西去碰这两只猴子的手臂。
当猴子看到虚拟球碰了虚拟手臂，而没看到任何东西碰自己的手臂，在大约几分钟内，它们的体觉和运动皮层区的神经元开始对被碰触的虚拟手臂起反应。对虚拟触觉的反应发生在它们被实际碰触之后的50到70毫秒，而在此时间内，负责处理视觉信息的脑区正在跟体觉和运动皮层区形成路径连接。
这证明了体觉和运动皮层神经元能对视觉刺激起反应，表明在灵长类动物脑皮层中，能通过一种高分布的动态过程，发生功能交叉处理。论文高级作者、杜克大学医学院神经生物学教授米格尔·尼科莱利斯说：“本研究首次证明了体觉或触觉皮层可能受到视觉的影响，这和目前神经科学教科书上的理论相悖。这一发现支持了我们的观点，关联某项功能的脑皮层并非严格局限于某个脑区内。脑皮层区能同时处理多种信息流，而不是我们以前认为的单独处理。”
这一发现也暗示着，瘫痪病人在使用神经假肢时，他们的大脑可能接受这个假肢作为自己身体的一部分，这会对未来设计由脑机接口控制的神经假肢设备产生重要影响。研究人员说，对那些重度瘫痪的病人，有望造出能完全与他们脑中的体觉和运动神经线路结合在一起的神经假肢，恢复他们的运动和体觉功能。
尼科莱利斯说：“当我们很熟练地使用工具，如小提琴、网球拍、鼠标或假肢时，大脑就可能改变了我们对于自体的内部形象，将这工具与自体结合作为我们自己的外延。”（常丽君）
[中科网-科技日报]