世界首个「双边植入」脑机接口！瘫痪人士用「意念」操控双机械臂吃蛋糕
如果有一天，我们只要在大脑上插一根电缆，就能像U盘一样把知识传输进大脑；或者只需要一个意念就能改变现实。
听起来是不是很像科幻电影？在科幻电影中，“人机合一”是一种向往，而现实中的科学家们，正在一步步地向其靠近。
最近，约翰斯·霍普金斯大学医学院（JHM）和应用物理实验室（APL）公开了一种将人工智能，这是一项将机器人技术和脑机接口融合在一起的研究，他们将脑机接口技术应用在一位四肢瘫痪的人身上，让他能够用自己的“大脑意念”同时控制两支机械臂，在无需他人的帮助下吃下蛋糕。
还记得今年7月的时候，马斯克的脑机接口公司Neuralink做的三只小猪实验吗？他们在猪脑中植入芯片，可以读取猪活动时的大脑信号波动。马斯克当时在发布会上难掩激动，毕竟多年以来，马斯克的实验从老鼠，到猴子，再到猪，一步一步想要接近“入侵人脑”的梦想。
不过这一次，约翰斯·霍普金斯大学的研究人员已经先行一步。
世界首个双边植入脑机接口实验
智能软件将四肢瘫痪的人的餐具放在正确的位置，然后检测他大脑两侧的信号并开始切割食物，完成后，将食物带到嘴附近，他再次使用大脑信号将食物放到离嘴最近的位置，一口吃下去。
我们看到的过程可以用简单几句话来描述，但却具有划时代的意义，这是一次前所未有的进展，是世界上第一个双边植入脑机接口实验。
约翰斯·霍普金斯大学医学院的康复医学研究小组成员Pablo Celnik博士表示：“类似的脑机接口研究，此前大部分集中控制一只机械臂上，只从大脑的一侧采集信号进行控制。”“同时控制两个机械臂的脑机接口系统是一个特别的挑战，因为它并不是简单的 1+1=2 的过程，更像是试图计算从大脑信号输出，到双臂操作流程的综合信息，这意味着脑机接口可以实现更复杂的任务控制。”
瘫痪受试者的自述“10小时开颅手术，植入6个电极”
四肢瘫痪的残障人士有多难，我们无法体会。
这位四肢瘫痪的人叫罗伯特·克米勒维斯基，十几岁的时候他酷爱冲浪，然而一次冒险中发生了事故，成为了脊髓损伤者的一员。此后的30多年来，他一直无法像正常人一样生活，几乎感觉不到自己的手和四肢。
但这次，他能够利用意念控制机械臂拿起餐刀、餐叉切下一块蛋糕，然后把蛋糕送到自己的口中。在对罗伯特的采访视频中他表示：“这种感觉简直太棒了，非常有成就感，我希望还能用它做更多的事情”。
一切要从2019年说起，49岁的罗伯特在做了很久的心理建设后，同意与约翰·霍普金斯大学一起参与一项名字叫做“革命性假肢（RP）”的研究项目，并接受了10个小时的开颅手术，神经外科团队将6个微电极阵列植入到他的大脑两侧，这些电极可以在大脑中保持多达五年，而对脑部或皮肤形成疤痕的风险最小。但是，像任何手术一样，存在感染或出血的风险。
现在，手术后的研究已经进行了近两年，达到了一个重要的里程碑——他可以使用两个机械臂来完成简单的任务，生活的奇迹终于发生了。
人机合一，不仅能读取传输大脑信号，还能模拟感官
“人机合一”的实现，关键在于植入罗伯特大脑中的那6个微电极阵列，它们跟蚂蚁差不多大，一半布置在运动皮层，一半在感觉皮层。
这些微电极阵列用于读取运动信号并刺激感觉信号，从而绕过患者受损的脊髓。微电极阵列可以通过电线连接到机械臂或其他设备，允许来自大脑的神经信号向这些设备传递信号，反之亦然。
研究小组还开发了一种神经信号解码器，一种可以读取神经信号并将其转化为运动的设备。这允许计算机读取来自人类大脑运动皮层的信号，这些信号传达了他们想要做什么，然后计算机解码这些信号并将其发送到机械臂，从而使人可以控制其运动，就像机械臂是他自己的手臂一样。
你以为到这就结束了？不，到目前为止控制机械臂只能解决一半的问题。如果没有感觉，参与者控制的实际上是两条麻木的手臂。打个比方，当你感觉不到自己的手，你怎么知道手放在那里，又怎么使用合适的力来捡起杯子？
植入到感觉皮层的那几个微电极阵列解决了这个问题，它能够让瘫痪的人感觉到“触摸”，达到模拟感官的效果，这意味参与者在控制机械臂操纵物体时，能够感觉到触摸，并精确定位机械臂的位置。
未来世界
罗伯特和约翰·霍普金斯大学的研究人员正在尝试仅使用神经信号同时控制两件事，例如同时控制轮椅和机械臂。
此外，关于对脑机接口的设想，约翰·霍普金斯大学的研究小组不仅仅停留在意念控制机械臂上。他们设想，未来可以使用神经信号来控制计算机的鼠标，或者直接用意念控制智能家居。
现在看来，人脑被改造成“主机”的时代可能不远了。
【参考链接】
https://www.hopkinsmedicine.org/physical_medicine_rehabilitation/research/tetraplegia-brain-study.html
https://www.jhuapl.edu/PressRelease/201210-APL-advanced-prosthetic-limb-brain-control-Chmielewski-feeds-himself
https://www.jhuapl.edu/PressRelease/191016
https://youtu.be/x615GSqicZE
https://youtu.be/Hw4GWnM2VXY
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