2014年8月24日，這將是中國意念控制(學(xué)術(shù)名稱為“腦機(jī)接口”)研究史上最值得銘記的一天。浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬二院神經(jīng)外科與浙江大學(xué)求是高等研究院合作的“腦機(jī)接口臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用課題組”在全國首次成功實現(xiàn)了真正意義上的“用意念操控機(jī)械手”的人體實驗，達(dá)到國際先進(jìn)水平。在浙醫(yī)二院神經(jīng)外科病房，志愿者劉某已能熟練地通過連接腦部的“電路”用“意念”控制機(jī)械手做出“石頭、剪刀、布”等復(fù)雜的手部動作。

　　通過腦部“電線”連接，劉某用意念控制機(jī)械手同步做出“布”的動作，機(jī)械手延遲不到0.5秒

　　繼去年猴子試驗后，人體意念控制獲突破

　　據(jù)了解，浙江大學(xué)腦機(jī)接口研究團(tuán)隊自2006年開始相關(guān)研究，成員包括浙江大學(xué)求是高等研究院和浙醫(yī)二院神經(jīng)外科等眾多專家學(xué)者。

　　浙醫(yī)二院神經(jīng)外科主任張建民教授介紹，志愿者劉某是一位復(fù)雜性難治性癲癇患者，收住于浙醫(yī)二院神經(jīng)外科。由于常規(guī)檢查無法確認(rèn)癲癇發(fā)作的起源，需要進(jìn)行診斷性手術(shù)，即顱內(nèi)埋藏電極來進(jìn)一步分析腦電波，明確癲癇病灶部位。

　　經(jīng)倫理委員會批準(zhǔn)和患者及家屬的知情同意，科研團(tuán)隊將監(jiān)測到的腦電信號用于研究。腦電信號經(jīng)過儀器解析、記錄、匹配，再輸入機(jī)械手控制裝置，從而實現(xiàn)人體對機(jī)械手的實時控制。

　　目前，劉某已能熟練地用“意念”控制機(jī)械手做出“石頭、剪刀、布”等數(shù)個復(fù)雜的手部動作，準(zhǔn)確率達(dá)80%以上。

　　浙江大學(xué)求是高等研究院鄭筱祥教授告訴浙江在線記者，這是繼2013年團(tuán)隊實現(xiàn)猴子“建輝”意念控制機(jī)械手完成“抓、握、鉤、捏”等動作后的又一突破性進(jìn)展，也是中國腦機(jī)接口研究首次成功使用顱內(nèi)植入電極意念控制機(jī)械手的人體實驗，該技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

　　意念控制原理簡單示意圖

　　意念即腦電，“心想事成”不是夢

　　意念控制有多美妙？電影《機(jī)械戰(zhàn)警》中可見一斑，遭迫害襲擊失去身體的主角控制著鋼鐵軀體懲奸除惡，無所不能。而對漸凍人、中風(fēng)或肢體殘疾等患者來說，裝上能用意念控制的假肢，不啻為重獲新生。此外，其他用意念控制機(jī)械或互動的前景亦十分遠(yuǎn)大，如用于機(jī)械人，天基、外太空、深海無人站等。

　　那么意念控制如何實現(xiàn)呢？

　　鄭筱祥教授解釋，從醫(yī)學(xué)角度看，意念是指人腦產(chǎn)生做某種動作的神經(jīng)電信號，它借助大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸，指導(dǎo)肌肉完成相應(yīng)的動作。通俗地講，人類要通過特定的腦電信號指揮完成不同的生理動作。

　　而研究團(tuán)隊目前所做的，就是篩選和記錄人體做出“石頭、剪刀、布”等手部動作時對應(yīng)的腦電信號，并和機(jī)械手動作相匹配。之后，當(dāng)儀器監(jiān)測到匹配的腦電(即人腦關(guān)于石頭、剪刀、布等動作意念)時，機(jī)械手就可以即時做出相應(yīng)動作。

　　您看，原理是不是很簡單，但真正要實現(xiàn)，卻異常困難。

　　因為越聰明的生物，腦電信號越復(fù)雜，如何精準(zhǔn)采集和解析腦電是國際公認(rèn)的難關(guān)，至今關(guān)于人類腦電的研究只能算“初窺門徑”。另一方面，如何將解析得到的腦電信號與生理動作精細(xì)對應(yīng)也是一大難點；人體動作可謂無窮無盡，簡單如“握拳”，握松些、握緊點、再緊點、拇指在拳內(nèi)還是在拳外，對應(yīng)的腦電信號都會有差異。

外戴式腦電采集系統(tǒng)(EEG)，甚至已初步用于社交、玩具等領(lǐng)域

　　“真·意念控制”更加真實，研究難度也更大

　　“真·意念控制”是記者為方便非專業(yè)人士理解和區(qū)別，而“發(fā)明”的形象稱呼。

　　事實上，國內(nèi)外有關(guān)意念控制的研究一直方興未艾，且取得了許多成果。如基于腦波技術(shù)的玩具M(jìn)indFlex，玩家可以用“意志”讓小球懸浮至空中，意念越專注，小球就漂浮越高；再如一些意念頭箍，可以讓佩帶著用意念與手機(jī)、平板電腦等互動。醫(yī)用方面，則有芝加哥康復(fù)中心開發(fā)了一套可由意念控制的智能仿生義肢，美國FDA近期也批準(zhǔn)了一種名為“DEKA手臂系統(tǒng)”的意念控制假肢上市等。

　　鄭筱祥教授介紹，浙大意念控制研究的最大特點是直接解析最基礎(chǔ)的“初始腦電”，監(jiān)測的是大腦皮層下神經(jīng)元的電信號活動。

　　而意念小球、意念頭箍，包括其他許多意念控制研究則用外戴式設(shè)備采集腦電信號(類似頭箍的樣子，一般稱為EEG方法)。EEG采集的腦電信號的強(qiáng)度弱、精確度和穩(wěn)定性也要差很多。舉個例子，EEG可以分辨代表上下左右、精神集中或不集中等差異明顯的腦電信號，但目前仍無法采集到更精細(xì)的類似手指動作的腦電信號。

　　再來看智能仿生義肢和DEKA手臂系統(tǒng)，雖然都打著“意念控制”的招牌，但實際上它們并不是監(jiān)測人腦的腦電信號，而是通過識別斷肢附近骨骼肌肉的電信號工作，如DEKA手臂是通過監(jiān)測胸大肌及附近的一些電信號，再由假肢中的電腦芯片“翻譯”成10多種常見動作，患者也需通過一定訓(xùn)練才能掌握使用技巧。

　　相比而言，本次研究是真正意義上的“意念控制”、“心想事成”，一個想法即可實現(xiàn)“握拳”、“分開”等操作，較之原有的通過患者先想象需要運動的左右手，然后借助電腦進(jìn)行分類處理，最后控制機(jī)械手的方法更真實。

　　鄭筱祥教授相信，這將是意念控制技術(shù)發(fā)展的必然方向。當(dāng)然，由于“初始腦電”信號更復(fù)雜，加上倫理限制和植入風(fēng)險，還有我國有關(guān)機(jī)械手制作的材料學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等相對落后，“真·意念控制”研究的難度也更大。

原標(biāo)題: 我國“意念控制”獲重大突破 浙大成功進(jìn)行人體實連