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东南大学实现千里神经互动 科幻桥段在东大变成现实

时间:2014-03-11 17:03:06  来源:  作者:

在好莱坞科幻电影《阿凡达》中,双腿残疾的男主人公通过将自己的意识转移到克隆外星人身上,从而实现了让替身在外星球自由活动的梦想。而这个令人不可思议的科幻桥段,日前在南京的高校东南大学实验室里,变成了现实。江南时报记者了解到,其实东大很早之前就已经开始类似的研究,应用于瘫痪患者的临床治疗。不过实验对象却是两只蛤蟆。

两只蛤蟆相隔千里“互感互动”

2154年,双腿瘫痪的美国前海军陆战队员杰克,被派往潘多拉星球寻找一种矿物。为此,地球人克隆了适合在其土壤上生存的“阿凡达”,并让杰克的意识进驻其中,通过计算机上的操控,远程控制着替身“阿凡达”在外星球的一切活动。

这是在2009年科幻电影《阿凡达》中,人类关于“意念操控”的遐想。

不久前,美国哈佛大学的实验室做了类似的实验,通过一只健康的猴子,“意念控制”住了另一只猴子。这引发了科学界的巨大振奋。

“其实类似的实验,东南大学之前也已经做过,而且更为有趣。”日前,东大一位老师向江南时报记者爆料。

当时,研究用的两只蛤蟆,一只被放在北京,一只在南京,科研人员通过神经数据信息的控制,就实现了两只蛤蟆的互动:一旦北京的蛤蟆腿动的话,南京的蛤蟆腿也会立刻做出同样的动作。

而如果把实验对象换成人,也就实现了对人的“意念控制”。

神经信号是发布“号令”共通语言

两只蛤蟆相隔千里,为什么能够实现“心电感应”?这是科幻小说里的场景,还是科学狂人的特异功能?江南时报记者向王志功所长进行了请教咨询。

据了解,原来这一切源自蛤蟆等动物的肢体活动,其实都是建立在神经系统发出的特殊的神经信号的基础上。

比如在用蛤蟆所做的试验中,科学家先用物体刺激蛤蟆的左脚,受到刺激的左脚就会产生本能的收缩动作,与此同时产生相应的信号。

科学家通过专门的微电极系统,就能把蛤蟆腿动时发出的特有的“缩腿”信号捕捉,然后交由“微电子神经桥”电路放大和处理后,再转换成电信号。

在试验中,科学家只要将翻译过的信号,从北京通过无线网络传送到南京,再将电信号处理、恢复为初始的神经信号,然后通过微电极刺激南京蟾蜍的坐骨神经,就会产生相似的缩腿动作了。

技术已成功让瘫痪病人动起来

建立在中国的蛤蟆上的研究成果,已经有了初步的应用。据悉,王志功在此基础上研发的“无线微电子肌电桥”技术,已经在东大附属中大医院进行应用研究。目前已有10多例瘫痪病人,通过该技术成功“动起来”。

据悉,人失去肢体动作的原因很多,“脑中风病人的大脑已经不发信号,不工作;脑瘫以及儿童的一些先天性的脑部瘫痪,也会没有神经信号。”而王志功的研究主要应用的领域就是,脑部有一部分偏瘫以及高位截瘫的病人。“我们在医院的康复科,已经有做过的病例。”

“我们可以针对偏瘫病人,让他健康的一侧躯体控制瘫痪的躯体,实现活动;另外还可以让病人家属等健康人,带动瘫痪病人做动作。”

在现场,记者还体验了一把模拟装置的神奇。记者戴上了控制手套,此时手套通过感应装置就能够捕捉到记者的各种动作信号。另一个人只要把接在手套上的信号传输装置,紧贴在皮肤上。当记者的手滑动时,另一个人的手便随着记者手的动作,慢慢动了起来。

瘫痪病人未来在家可康复治疗

“我们几个临床案例表明,这项技术的效果很理想,我们已经可以通过装置,把病人的思维转换成动作,让一个正常人的手按照思维动起来了。”昨天,王志功告诉江南时报记者。

“该技术的未来应用前景是一片大好,最终的结果是让瘫痪的病人通过装置能逐步地实现行动自由。瘫痪的病人会逐步地实现行动的自理,生理和心理上都会有很大的改变,不再成为社会的无助者。”王志功说。

据悉,该技术在实际应用中,主要依托东大自主研发的“微电子肌电桥”装置,该装置通过采集健康人肌体活动的控制信号,来帮助病人实现各种肢体动作。

“我们希望通过认证后,在全国医院、诊所和家庭推广应用,为我国500多万偏瘫患者、600多万脑瘫患者,200多万脊髓损伤患者和800多万其他伤病造成的肢瘫患者提供一种全新的康复治疗体验。”王志功说。

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