劉姑娘心里剛想到出“剪刀”，機械手馬上讀懂了她的心思，幾乎同時出了“剪刀”。

　　你知道“冰桶挑戰”嗎？這是健康領域最近最熱門的話題之一。美國科技界大佬、運動員紛紛應戰，甚至我們身邊也有人自發加入。

　　冰桶挑戰賽全稱為“ALS冰桶挑戰賽”(ALS Ice Bucket Challenge)，參與者在網絡上發布自己被冰水澆遍全身的視頻內容，并可以邀請其他人來參與這一挑戰。活動規定，被邀請者要么在24小時內接受挑戰，要么為對抗肌肉萎縮性側索硬化癥捐出100美元。活動旨在讓更多人知道這種被稱為“漸凍人”的罕見疾病，同時達到募款研究治療疾病的目的。不過許多人對這一活動的環保性(浪費水)及效果持保留意見。

　　不過昨天，浙江大學醫學院附屬第二醫院神經外科和浙江大學求是高等研究院聯合公布的最新研究成果，可能會實實在在地幫到這些漸凍人。

　　這項研究成果名為“腦機接口臨床應用轉化”，項目主要負責人之一、浙江大學求是高等研究院鄭筱祥教授說，“世界上最著名的漸凍人、寫出《時間簡史》的物理學家、宇宙學家史蒂芬·威廉·霍金如果用上我們這項技術，那么他腦子里想到什么，外在的機械手和機械腳就能幫他做到他想做的事。”

　　劉姑娘與機械手玩“石頭、剪刀、布”

　　10盤輸了9盤

　　它怎么會知道我的心思？

　　昨天，這項研究技術的另一位主要負責人、浙醫二院神經外科主任張建民教授播放了一段實驗視頻。

　　畫面中，26歲的劉姑娘躺在病床上，頭上包著厚厚的紗布。紗布下，露出許多條導線，導線連著電腦。

　　視頻當中，劉姑娘面對電腦,伸出左手。電腦屏幕上輪流放映著幾種手勢：握緊拳頭、攤開五指。

　　剪刀手，就是大家經常玩的“石頭、剪刀、布”游戲中的手勢。

　　當屏幕上顯示拳頭時，劉姑娘跟著出“石頭”；顯示手掌時，劉姑娘跟著出“布”。做了四十組動作后，醫生在劉姑娘身邊的桌上放上一只機械手，機械手也有導線連著電腦。

　　醫生讓劉姑娘繼續出“石頭、剪刀、布”，有趣的事情發生了，劉姑娘出石頭，機械手幾乎同時也出了石頭。劉姑娘笑了，“它怎么知道我的心思？”

　　她加快速度，機械手也快起來，兩只手幾乎同步。

　　醫生說，“等會兒，讓它和你玩真正的石頭剪刀布游戲。”劉姑娘不相信，“它真能知道我的心思，還能跟我猜拳？”

　　醫生再一次調試了機械手和電腦。第一輪，劉姑娘出“剪刀”，機械手愣了一會兒后握緊拳頭出了“石頭”。第二輪，劉姑娘出“石頭”，機械手出“布”。劉姑娘加快速度，機械手始終不緊不慢地跟著。十輪下來，機械手竟然贏了9回，連平局都沒有。

　　劉姑娘笑瞇瞇地說，“它是機器，我是人腦，人腦總有算不對的地方，肯定是電腦厲害。”張建民教授也笑了，“其實，機械手的動作也由你決定，并不是電腦。”劉姑娘表示不明白。

　　在腦袋中植入一個能“讀心”的電極

　　你腦子一轉，它就知道你在想什么

　　機械手是怎么知道劉姑娘的心思的？

　　鄭筱祥教授說，電影《阿凡達》中有一個橋段：潘多拉星上，下身癱瘓的前海軍戰士杰克·薩利躺在密封艙中，頭上戴著復雜設備，利用意念操控人造的混血阿凡達。浙醫二院神經外科和浙大求是高等研究院共同研究的“腦機接口臨床應用轉化”技術，把電影幻想變成了現實。

　　這次參與研究的劉姑娘是一位復雜性難治性癲癇患者，七八歲就有這個病了。因為這個病，讀書、工作都很麻煩，她也不敢出門。

　　浙醫二院神經外科的專家在劉姑娘顱內埋下一塊電極，電極4厘米×8厘米大小，覆蓋在大腦表面的運動感覺區，持續監測腦電活動，以明確癲癇灶部位，為接下來的手術切除作準備。在不影響劉姑娘病情的情況下，研究者將監測到的腦電波分出一路，連接到腦電信號分析儀。

　　腦電信號經解碼處理后再輸入到機械手，控制機械手手指活動。也就是說，劉姑娘腦子里怎么想，就能反應到機械手的手指上。同樣，捕捉她想做出的手勢的腦電波，機械手就能第一時間知道她會出什么手勢。

　　“所以實驗的第一階段，機械手可以同時和劉姑娘做同樣的動作，等到電腦處理腦電波足夠精確，機械手就能預判劉姑娘接下來會做什么動作。比如，劉姑娘想，這回我要出剪刀，電腦監測到她打算出剪刀的腦電波，然后發出指令，讓機械手出能贏剪刀的石頭。知己知彼，機械手以比較大的概率贏了劉姑娘。”鄭筱祥教授說。

　　試驗中，機械手和劉姑娘出一樣的手勢，準確率在80%左右；玩石頭、剪刀、布游戲，機械手的勝率也在80%左右。

　　“再說得細一些，大腦用意念控制人體，和我們在試驗中用腦電波控制機械手，原理是一樣的。”鄭筱祥教授說。

　　大腦如何控制人體？人腦皮層是人類最高級神經功能活動的區塊，當人腦產生做某一動作的想法時，這種想法以電傳導的方式在特定神經元細胞之間傳導，并在運動區神經元形成最終的動作信號，通過神經纖維傳導至手、腳等產生動作的肌肉，完成動作。

　　因此，所謂的意念是指人腦產生做某種動作的神經電信號，并借助大腦神經網絡的傳輸，指導肌肉完成相應的動作。

　　腦電波又是什么呢？相關的科學研究已經超過半個世紀，通俗地說，就是人類做各種生理活動時大腦同步發放的腦電信號。

　　腦電波會隨著人體的活動和情緒而變化，人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態之下，腦電波的頻率會有明顯的不同，所以翻譯腦電波，就能知道大腦想要人體做什么。

　　“我們這次研究的腦機接口臨床應用轉化技術，簡單說就是大腦與外部設備之間建立的神經信息交流與控制通道，從而可以實現大腦與外部設備的直接交互，把大腦原來要作用在人體上的電信號，傳遞到外部設備上，讓外部設備做和人體一樣的動作。”鄭筱祥教授說。

　　研究的目的是讓漸凍人解凍

　　讓癱瘓病人做到他們想做的事情

　　“這項技術的原理，其實早已利用于臨床。”張建民教授說。

　　比如“人工耳蝸”，通過對功能完整的聽神經施加電脈沖刺激，使重度失聰的患者產生一定的聲音知覺。這種相對簡單的腦機接口模式可以將外部聲音刺激與人腦中與聽覺相關的神經電活動直接關聯，重建人體聽覺功能。

　　上世紀90年代中期以來，國際頂尖科學團隊都在致力于腦機接口的研究。浙醫二院神經外科與浙大求是高等研究院緊跟國際前沿發展步伐，完成了大鼠意念壓桿、猴子意念取食等前期動物實驗。

　　2012年，浙醫二院和浙大求是研究院用一只猴子做實驗，實驗中，猴子可以用意念控制機械手做“抓、握、鉤、捏”的手勢。

　　張建民教授說，希望通過腦機接口這一新技術，實現人腦對外部機械(如機械臂、機械手)的有效控制。“這一研究可在一定程度上幫助那些自身活動能力受限的人，比如漸凍人、癱瘓的人，中風后神經損傷的人等，讓機械手代替他們原來的手。”

　　當然，目前這項研究還只處于初級階段。如果這項技術研究成熟并能應用于臨床，患有肌肉萎縮性側索硬化癥的“漸凍人”物理學家、宇宙學家史蒂芬·威廉·霍金就能用腦子控制外部設備，幫他寫字、說話、走路，寫下更多著作。

　　目前，霍金利用眼球的上、下、左、右移動發出指令，通過電腦語言合成器，發出“電腦聲”。十幾年前的霍金每分鐘能講出15個英語單詞，如今臉部肌肉惡性萎縮，每分鐘只能講出一個英語單詞。等到眼部肌肉全部萎縮，他全身沒有可以活動的地方，真正凍住了，就只能依靠腦電波來發出指令。

　　另外，“腦機接口臨床應用轉化”技術還能用來治療癲癇。

　　目前癲癇患者的診治中比較困難的環節是準確定位癲癇灶。目前很多癲癇灶在大腦中的定位依靠傳統的腦電圖(EEG)及臨床癥狀學、影像學，還沒辦法做到精準判斷。通過將電極片埋在大腦皮層表面，就能幫助醫生準確判定癲癇灶的發作部位，手術切除病灶，就能治愈。

原標題: 劉姑娘與機械手玩“石頭、剪刀、布”10盤輸了9盤