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人类“阿凡达”之梦照进现实

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2014 年 2 月 25 日 星期    【打印】  
人类“阿凡达”之梦照进现实
科学家们在猴子身上成功实现异体控制,该研究使瘫痪的人有望重获行动能力
《阿凡达》电影剧照 (资料图片)
    □本报综合报道

    核心提示

    在电影《阿凡达》中,通过科学技术可以让“足不出户”的人类控制克隆人的躯体进行探险。这一科幻场景如今在实验室中成真。美国哈佛大学医学院等机构的研究人员在18日的英国《自然—通讯》杂志上发表论文说,他们在实验中使用了两只猴子,发出指令的“主体”猴子能够控制“阿凡达”猴子完成动作。

    1 受电影《阿凡达》启发

    《阿凡达》是2009年的一部科幻电影,故事发生在2154年,主人公是一个双腿瘫痪的海军陆战队原队员,被派遣去潘多拉星球。在这个星球上,地球人克隆了适合在其土壤上生存的通体蓝色的“阿凡达”,让主人公的意识进驻其中,他的大脑被连接在计算机上,控制着作为人类化身的“阿凡达”外出活动。

    “科幻为科学技术的创新创造蓝本。”网友“医学插画师阿杜”留言评价道。科学杂志《自然—通讯》2月18日刊登的一篇论文显示,美国的科研人员首次在猴子身上实现了“阿凡达”式的异体操控。

    这一论文的作者齐夫·威廉姆斯是哈佛大学医学院的一名神经外科医生及神经学家,在接受科学杂志采访时,他承认自己是受到电影《阿凡达》的启发。他和他的两名同事在实验中使用了两只猴子,一只作为“主体”,另一只作为被控制的“阿凡达”。

    在“主体”大脑中植入芯片,再通过计算机进行记录和解码,研究人员发现,“主体”猴子能够成功控制“阿凡达”猴子用操纵杆完成控制屏幕上光标移动的动作。

    2 “主体”可操控“阿凡达”移动光标

    该论文显示,“主体”猴子的大脑中植有芯片,对脑中100个神经元的电活动进行监控,记录并解码它支配身体动作时的大脑活动,被控制的“阿凡达”猴子的脊髓中则植入了36个电极,用来刺激肢体活动。

    具体来说,通过计算机可以对“主体”猴子的大脑活动进行解码,记录“主体”要做什么,然后这些信号会传递给“阿凡达”的脊髓和肌肉中的装置,通过电极对“阿凡达”进行刺激。

    实验结果表明,“主体”猴子可以操控“阿凡达”猴子的手移动光标。在实验中,“阿凡达”猴子服用了镇静剂,以便被“主体”控制,如果它成功按照“主体”猴子意愿移动了光标,还会得到一杯果汁作为奖励。

    控制躯干中的每一块肌肉去做想让它做的动作是非常难的,研究者索性将这一问题简单化,“通过专注于动作的目标是否达到,而不是某些肌肉和关节”。不过,研究人员最终发现,“阿凡达”的任务成功率高达98%。

    3 将助瘫痪病人实现“行动”

    技术进步是好事,“但是有些技术落到恐怖分子手里边,地球估计就完了”,有网友在社交媒体上对此评价道。像电影中一样控制克隆人也不具有现实意义,毕竟克隆人的伦理问题也早就抛给了地球人去思考。

    不过,威廉姆斯在回答这篇论文的目的和意义时指出,这项研究的根本价值在于帮助瘫痪的人能够通过这种方式实现“行动”的梦想,而且,不是控制他人实现行动,而是控制自己。

    目前,导致人瘫痪或运动能力受损的原因就是脊髓损伤,它阻碍了大脑向主体传递指令信息。威廉姆斯说:“瘫痪的病人由于神经或者脊椎受损而无法行动,这也是当下外科的一大难题。”

    威廉姆斯表示,他们希望最终能够让病人控制自己的肢体。“我们需要为病人的受损脊髓人为地建立一个具有功能的支路,分别在大脑和受损的脊髓中植入两个装置,一个是芯片,用来记录和反映大脑的意愿,另外一个装置用来刺激肢体活动,最后,再把两个装置连接起来。”威廉姆斯解释道。

    “目前,这只是一个概念验证。”威廉姆斯说,“原理上可行,但如果应用于医疗,我们还需要进一步验证,毕竟人和猴子有很大差异。”

      

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