乐学 悬点焊机电极帽点焊多少焊点更换一个新的
马修·纳戈尔在5年前的一次受袭事件中，脊髓严重受损，身体从颈部以下全部瘫痪，而且自己还无法呼吸。但在大脑植入电极后，现年25岁的纳戈尔已经可以独立进行简单的日常生活，能拎东西，打开电子邮件，更换电视频道，打电子游戏。更令人不可思议的是，他从事上述一切活动只凭想象的力量。人脑电脑完美结合
这是一项尖端神经移植物研究实验，由美国布朗大学神经技术专家约翰·唐纳休领导，纳戈尔是参与这项实验的一分子。研究人员将一组电极植入纳戈尔的大脑，大脑能将百万个神经元产生的电子活动转变为大脑信号，这些信号能 *** 作他身体外面的仪器这样，他就能够只凭大脑 *** 作电脑和机械臂。
纳戈尔能使用思维移动电脑屏幕上的光标，打开电子邮件，更换电视频道， *** 作机械臂拿东西并移动，同时还能玩一些简单的电脑游戏。在从事上述这些活动中，他还可以像任何一个体格健全的人一样讲话。
纳戈尔虽不是最先接受大脑植入物的患者，但却是最成功的。此前一些把人脑同电脑联系起来的尝试只取得有限的成功，患者只能左右移动光标，而且 *** 作起来较慢，也很费力。科学家还尝试过把电极植入头皮的技术试验，但这些都需要患者进行数个月的训练，才能真正灵活使用。
可能造出“杀人机器人”
一些专家警告说，这项发展迅速的技术可能被应用于更为险恶的目的。在美国，至少有十多个实验室正在从事人脑电脑连接界面的研究，其中许多试验室获得美国军方2500多万的经费支持，军方对研制“杀人机器人”十分感兴趣，这种机器人由士兵控制，被视作具有人类大脑的“机器勇士”。
若因阿尔茨海默氏病和其它疾病而出现精神问题的患者植入电极，那么，就可以通过抑制反社会倾向，处理“可接受”反应，控制具有挑战性的行为。英国科学家本月12日晚称这一进步具有里程碑意义，将会为因车祸、中风和其它疾病致残的数十万患者带来康复希望。
在对纳戈尔进行试验前，科学家尚不清楚一个人在瘫痪多年是否还能产生活动所需的大脑信号。但仅仅通过第一次试验，科学家几乎就清楚，植入电极也许能够记录下神经信号的模式，另外，他的大脑也并未仅仅传递“噪音”。电脑可以过滤和编译各种神经信号。
研究人员还对纳戈尔使用该设备后的反应速度感到兴奋不已，因为较之前的大脑植入物的反应速度要快上10倍。另外一个研究小组在加速大脑和机器界面方面取得了进展。他们的研究显示，使用者以相当于每分钟在键盘上打15个字的速度交流信息是完全有可能的。
科学赋予人类“第三只手”
纳戈尔只用了几天时间就学会了如何移动电脑光标，对于电极被植入头皮的患者而言，他们掌握这一技能需要几个月时间。最初，纳戈尔想象自己是在靠身体移动电脑光标，但他很快便适应了想象光标本身在移动的方法。这样一来，电脑光标就成了他的第三只手或第三条腿，用处同他的两只手和两条腿差不多。
此项技术的成功取决于其解读大脑的电子活动、并将其转化成有用活动的能力。研究人员发现，某些动作伴随着相应的神经原放电(neurons firing)模式，但传感器只能从全部活动中选择一小部分。即便是诸如抬胳膊等简单动作，也要涉及来自大脑多个区域的信号。
唐纳休教授将这一过程形象地比作为，将一个麦克风放在一个拥挤的房间里，试图获得所有谈话的要点。当纳戈尔努力将不确切的想法变成确切的行动时，其结果当然是不平稳、不精确的移动，但随着时间的推移，纳戈尔对光标的控制能力就会有所提高，并最终能用光标大致画上一个圆圈。
残疾人或可重新站起来
唐纳休教授表示，从长远角度来看，应该把连接于患者头部和大量电子元件的笨重电缆去掉。设备小型化将使得植入大脑的装置更小，头盖骨完全都将其掩盖，如同心脏起搏器一样。信号可以从大脑被无线传输到处理器，使电脑、机械臂和其它设备开始运转。
植入物当然也存在某些缺陷，一些科学家认为，对完全残疾的患者而言，它们并不是最佳治疗方案。有些科学家还反对在纳戈尔身上做实验，称这种做法对大脑损害的风险非常大。如果患者的大脑对植入物产生排斥，它也许可以让其他研究人员放弃寻求该技术的想法。
另外，植入的电极容易引发炎症和感染，结果，电极也会因此失去效用。唐纳休教授坚信，令瘫痪患者完全同其周围环境产生交互作用的唯一途径就是，通过植入患者大脑的电极。他说：“没有其它任何方法可以赋予你需要将噪音信号转化成患者所能使用东西的力量。”
其他一些研究人员更为野心勃勃。美国北卡罗来纳州杜克大学神经生物学家米格尔·尼克拉斯认为，利用这一技术，帮助残疾人重新站起来的想法是可以实现的。
当然，这也只是万里长征的第一步，今后还有更长的路要走，还有许多障碍需要克服，例如，不同人对大脑植入物的不同反应，以及随着时间的推移，电极可能变得效率低下等等。脊髓严重受损的患者多为年轻人，这样一来，他们使用该技术的时间可能长达几十年。利用思维控制我们周围世界的想法过去只存在于科幻电影中。但如今，随着最新一代大脑植入物技术的迅速发展，曾经遥不可及的梦现已朝现实迈出了重要一步，梦想似乎距离我们越来越近了。
杨孝文 任秋凌 编译
“意念移物”实验过程：研究人员把名为“大脑之门神经界面系统”的芯片植入四肢瘫痪的病人的大脑运动皮层，芯片4平方毫米面积上有100个电极，病人想象他要完成的动作时，100个电极传感器开始记录大脑活动，把这些信号传递给电脑，通过电脑解码和处理后最终转化为运动指令，使他能用意念查看电子邮件， *** 控电视，移动辅助机械臂，精确率达到75％至85％。一场用意念遥控的足球赛6月23日下午，在清华大学神经工程研究所的实验室里，两只分别是“前锋”和“守门员”的机器狗在2米多长的地毯上展开了一场激烈的“足球赛”，只见“前锋”渐渐绕过障碍物，步步进逼，灵活地躲过“守门员”的堵截，成功将球踢进球门。
而这只机器狗的所有动作竟然是由两名学生通过自己的脑电波来遥控的，学生只要通过想象，大脑发出“前、后、左、右”的指令，就可以轻松自如地控制机器狗。学生们之所以能够实现用“思维”让机器狗踢足球，就是因为清华大学近日研制成功的“脑机接口”系统，它由貌似泳帽的电极帽、一个脑电波放大器和一台计算机信息处理器三部分组成。
不仅如此，“脑机接口”系统还可以做脑控电话拨号，甚至可以控制同学们刚从寝室带过来的台灯、风扇和收音机等家电的开关。一名学生戴上电极帽做演示，他前面摆放着一个特殊的电话拨号屏幕，上面有0到9的数字键，还有两个字母“B”和“C”，我将自己的手机号告诉他，他目视屏幕，一个个数字被分别“拨”了出来，大约经过一分钟的时间，他便通过自己的思维将手机拨通了，整个过程没有肢体 *** 作。而台灯、风扇和收音机也分别在思维的命令之下，随意地开关。据负责人洪波副教授介绍，每个人只要经过十分钟的训练，集中精神，就可以做同样的 *** 作。
与唐纳休领导的神经移植物研究实验不同的是，清华大学的“脑机接口”研究是无创的，只需要把电极贴到头皮上，而不需要在大脑中植入芯片。
研究所高上凯教授说，“脑机接口”神奇的地方，就在于能够在大脑和外界设备间建立起直接沟通的渠道，不需要通过外周的神经肌肉去完成，从大脑获取命令，直接控制设备。
近几年神经科学和工程手段进步都非常快，清华研制出的该系统在信息处理的准确率上领先国际水平。
大脑对人体没有副作用
记者：“脑机接口”系统是否对人有副作用？
高上凯：“脑机接口”是无创的，只需要把电极贴到头皮上，也不需要剃掉头发，与做心电图的道理是一样的，对人是不会有任何创伤的，因为只是测量人的微小信号，在一定程度上把人的想法解读出来，而不是对人施加任何的能量。
记者：信号会不会很难把握？
高上凯：也有人在做有创的方法，采用植入式电极，信号确实非常明确，但有创伤的事情毕竟不是一个好事。有创方法就像听独奏，而无创方法就像听交响乐，要经过好几层脑结构才能传到外界，信号模糊、微弱，相当于一节干电池的百万分之一，确实很困难，但我们这个系统正确率还是比较高的。
记者：下一步的研究方向是什么？
高上凯：希望能做得更加稳定，可以真正运用于患者的康复训练，并运用于脑科学研究，帮助神经科学家了解人脑到底如何处理外界信息。
记者：这套设备需要多少钱？
高上凯：不包括电脑，大概需要五六千元，批量生产会大幅降低成本。如果国内残疾人医疗体制能够解决，作为标准化的医疗器械，它将有很好的前景。
清华大学里一场用意念控制的足球赛正在进行
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