紐約 - 凱茜·哈欽森(Cathy Hutchinson)遭受了腦幹的中風,使她癱瘓了,無法說話。但是12年後,腦植入物使她能夠單獨使用她的想法移動機器人手臂撿起瓶子並從中飲用。
在周四(5月29日)的世界科學節上的一場演講中,在這裡展示了Hutchinson使用機器人臂的視頻,題為“矽:2050年的大腦”,探索了未來的大腦技術。 (你可以觀看節日演講的網絡廣播關於現場科學。 )
儘管科學家從能夠閱讀人們的最內向思想方面還有很長的路要走,但大腦界面技術已經迅速發展。腦植入物通過聽神經元的耳語對話,並使用它來控制現實世界中的設備,從而變得更好地從大腦中獲取信息。其他植入物可以將信息導入大腦,恢復視力和其他感官。 [5種徹底改變生物技術的瘋狂技術這是給出的
隨著技術的發展,可能有一天人類可以擁有假肢,或者創建其思想的計算機副本。但是,這些可能性引發了人們對成為人類意味著什麼的疑問。即使這樣,第一科學家也必須深入了解腦為此,這仍然是一個謎。
從大腦下載
哈欽森正在使用紫色系統由布朗大學,斯坦福大學,馬薩諸塞州綜合醫院和普羅維登斯VA醫療中心的研究人員開發。
小組成員約翰·多諾格(John neuroscientiant)說,在布雷林酸鹽系統中,植入了一個M&M大小的電極陣列,該電極植入了控製手臂運動並記錄神經元的微小電信號,因此可以將它們放大和解碼以控制機器人手臂。
最先進的假肢需要通過頭骨上的連接器插入植入物中的電線。這樣的系統很麻煩,由於多種原因,例如植入物或疤痕組織的運動,可能對患者的整個生命都無法正常工作。
如果有一種與大腦無線通信的方法怎麼辦?這是加利福尼亞大學伯克利分校的電氣工程師米歇爾·馬哈比茲(Michel Maharbiz)正在探索的問題小組成員Michel Maharbiz。他和他的同事正在開發微觀傳感器 - 稱為神經灰塵- 可以記錄來自神經元的電信號。神經灰塵系統將使用超聲波為“灰塵”顆粒提供功率和通信。
這樣的系統可能會使科學家一次記錄數千個神經元的信號,並繪製出更全面的大腦活動圖片。
上傳到大腦
儘管科學家正在調查如何使神經元與外界的機器人四肢交談,但其他科學家正在朝相反的方向工作,開發可以吸收外部信息的生物醫學植入物(人們通常會通過眼睛和耳朵感知這些信息),並將其帶入大腦。 [仿生人類:十大技術這是給出的
儘管他們還沒有做未來派的機器人隨著視力和聽力的增強,科學家在開發這些所謂的神經植物方面取得了長足的進步,其中包括耳蝸植入物恢復聾人的聽力和仿生的眼睛,以重建盲人的願景。
韋爾·康奈爾醫學院(Weill Cornell Medical College)的另一位研究人員,生理學與生物物理學教授Sheila Nirenberg正在努力發展視網膜人工治療視網膜損害的人的失明。目的是製作一個芯片,不僅將外部信息傳遞給大腦,而且還以真實視網膜的高清質量來做到這一點。
當光進入眼睛並擊中視網膜上的光感受器細胞時,其傳遞的信息將被這些細胞轉換為電脈衝,然後將其轉移到大腦中。但是每個圖像都有一個模式,因此,來自視網膜的電脈衝以模式或代碼的形式。
Nirenberg說,研究人員已經破譯了視網膜細胞的神經代碼後,能夠製作出一個微小的芯片,並以視網膜繞過損壞的視網膜細胞而產生和發送給大腦相同的電氣模式。他們的方法在小鼠中取得了成功,研究人員正在對靈長類動物的技術進行測試。
關閉大腦
將來,可能有一天大腦可以控制一個完全機器人的身體,或者通過人工感官來感知世界。然而,科學家可能會忠實地在計算機中重建大腦紐約大學認知心理學家和科學作家的小組成員加里·馬庫斯(Gary Marcus)說。但是,如果他們可以的話,那可能不再是“你”,馬庫斯說。
小組成員說,如今的技術,無論多麼令人印象深刻,都遠遠沒有揭開大腦的奧秘。科學家可能能夠在一個單個神經元中歸零,並解釋大量神經元的活動,但是他們仍然對中間發生的事情,一個神經元的射擊與構成人類有意識的經歷的大腦的射擊之間發生了什麼了解。
Donoghue說:“這是未來50年中腦科學的新冒險。”
編者註:本文已於6月3日下午6:45更新,以將康奈爾大學的威爾醫學院更改為Weill Cornell醫學院。
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