腦對腦:心靈感應鼠鳴的曙光

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


米格爾·尼科萊利斯是一位傑出的神經科學家(兼表演家),他不斷嘗試探索利用腦訊號控制機器的技術能走多遠。在他的 2012 年著作《超越邊界》中,他推測了一項實驗,其中兩隻老鼠的大腦將交換資訊——如果你願意,可以稱之為心靈感應鼠鳴。

他在其中一章寫道:“在這種安排下,這兩個大腦最終能否達成共識,比如說,關於每個老鼠僅部分探索過的複雜物體的身份?為了克服各自大腦的侷限性,老鼠們是否會真正分享他們的思想,透過某種非接觸式的、瓦肯心靈融合儀式來構建替代的感覺?”

尼科萊利斯剛剛朝著腦網路邁出了一小步。他於 2 月 28 日在《科學報告》(自然出版集團的一部分,《大眾科學》也是)上報道,他在杜克大學醫學中心的研究團隊實現了兩個齧齒動物大腦之間的來回資訊交換。雖然不完全是瓦肯心靈融合,但該實驗表明,腦機介面技術——即將訊號從大腦皮層傳遞到假肢——可能會擴充套件到從皮層到皮層的訊號傳輸。


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這是否會促成真正的思想交流——這是否會比在星巴克喝拿鐵聊天更好?尼科萊利斯推測,這些介面最終可能導致相互連線的 大腦 網路,這將為集思廣益的想法賦予新的意義。

距離腦網路還有很長的路要走。但以下是發生的事情:首先訓練兩隻動物,當 LED 燈亮起時,按下其中一個或另一個操縱桿以換取飲用水。然後將微電極放置在每隻動物的皮層中,當一隻老鼠按下正確的操縱桿時,皮層活動樣本被連線到第二個房間的第二隻老鼠,那裡沒有“該喝水了”的 LED 燈。儘管如此,接收端的老鼠還是繼續按下透過大腦連結傳遞資訊的正確操縱桿。它的平均成功率為 64%,而偶然情況(50%)和目睹 LED 燈亮起後傳送訊號的老鼠的準確命中率為 96%。一項類似的實驗嘗試讓一隻老鼠向另一隻老鼠傳遞狹窄或寬闊開口的存在。其中一項實驗是透過網際網路連結從巴西納塔爾到羅利杜克大學進行的。

競爭激烈的腦機介面社群對讚美之詞非常吝嗇。該領域的另一位傑出人物安德魯·施瓦茨對此並不感到驚訝。他為《自然》新聞告訴埃德·揚:“雖然這聽起來可能像‘精神遙測’,但這只是二元檢測和二元決策的非常簡單的演示。為了真正引起人們的興趣,應該解碼、傳輸和接收某種連續的數值譜。”

尼科萊利斯向記者推薦的一位訊息人士則更加慷慨。約翰·霍普金斯大學的神經科學家馬歇爾·舒勒給予了高度評價:“這項工作進一步推進了尼科萊利斯實驗室多年來開展的大量研究——特別是透過閉合腦驅動技術的‘控制迴路’——以追求米格爾熱情擁有的夢想,即設計智慧的腦/機介面,以解決嚴重的健康問題,並有可能增強我們的原生能力。”

最近幾周,尼科萊利斯還報告說,一隻老鼠配備了一個感測器,使動物能夠檢測到不可見的紅外光,並且他計劃開發一個由大腦控制的機器人外骨骼,讓一位殘疾兒童在 2014 年世界盃或 2016 年奧運會上進行演示,這兩項賽事都在他的祖國巴西舉行。那麼頻率是多少,米格爾?請繼續關注更多腦網路資訊。

 

圖片來源:Katie Zhuang,Nicolelis 實驗室,杜克大學

 

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大眾科學, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大眾科學's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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