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用意志控制機器

2011/02/09 | 未分類 |

Original publish date:Jul 11, 2004

編輯 Gene 報導

科學家希望能夠讓殘障人士單靠腦訊號來控制義肢。之前許多研究都著重在利用運動區的電訊號,可是一項新研究顯示,利用和計畫及動機有關的高等神經元訊息,也可以達到目標。

杜克大學的Miguel Nicolelis早先把證實利用腦中運動區的神經訊息來控制機械手臂是可行的。不過加州理工學院的神經生理學家Richard Andersen想試圖利用高等神經元的訊息來達到同樣的目的。高等神經元主要分佈在腦頂葉部分。九○年代中期,Andersen等人發現就在耳朵上方一些的腦組織涉及了計畫活動,不過並非執行活物如移動手臂。Andersen當時就懷疑這些訊號能不能用於控制義肢。幾年後,他們把一個96電極的陣列裝內三隻猴子腦中的頂葉區域。當猴子從電腦螢幕中提示要碰觸八個點的其中一個時,電腦程式就解讀電極記錄到的神經訊號。當神經活動碼被破解後,該程式就能預測猴子想要碰卻實際上不碰的點(因為得不到獎賞)。

在一開始時,程式的預測會很不準。不過當猴子一直訓練成想要碰某個點時,程式的預測就愈來愈準,猴子也得到更多獎賞。兩個月後,電腦就能以67%的準確率預測猴子的意圖。

選定認知腦區域來瞭解癱瘓病人的決定有是非常有意義的。這些區域的訊息可以用來控制義肢。這個研究的成功,也可以讓人們直接用意志來控制機器人等。亞特蘭大的神經訊息公司的神經科學家Philip Kennedy指出,甚至可能只要幾個高等神經元就能夠控制許多機器了。

麻州Cyberkinetics公司的最近已得到美國食品與藥物管制署(FDA)的許可,準備在五個四肢癱瘓的病人腦中的運動區移植晶片以解讀訊息。不過Cyberkinetics公司的科學主任John Donoghue認為把晶片植在頂葉可能有意想不到的副作用。例如你該和討厭的老闆握手時,不小心起了一個一閃而過的念頭,你就賞了他一個耳光。

原學術論文:
Musallam, S. et al. Cognitive control signals for neural prosthetics. Science, Vol 305, Issue 5681, 258-262 , 9 July 2004.

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