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四肢瘫痪病人最痛苦的事情是丧失某些操作外部事物的功能 ,神经仿生学的进展 ,为他们带来新的曙光。CNN网站于今年年初发表了一篇题为“仿生学不再是科学幻想”的文章 (http ://www .cnn .com/2002/HEALTH/02/18/bionic.humans/),报道NeuralSig-nals公司的科学家开发了能够对人的神经脉冲作出响应的计算机系统。 计算机已经可以和大脑进行某种对话 ,那么大脑能够和计算机对话吗 ?基于这一思想 ,他们在大脑皮层的运动区发现了发布运动指令的位置。通过植入电极 ,获取大脑的运动指令 ,放大以后通过皮肤传送到计算机。这样 ,在实验中四肢瘫痪的男性病人只要脑子想一下 ,就可以操作计算机鼠标 ,通过已获取的猴子的类似指令 ,操作机器人的手臂 ,这一发现对于四肢瘫痪的病人当然是巨大的福音。为了获得更加详细的信息 ,我访问了NeuralSignals的站点 (www .neuralsignals .com )。网站内容包括产品、病人、公司以及研究信息。NeuralSignals公司由Kennedy博士于 19 87年创建 ,主攻目标是大脑和机器的交互技术 ,用于帮助完全瘫痪或者由于特定的疾病累及肢体而无法行动的病人。 目前NeuralSignals公司的产品主要为脑通信器和肌肉通信器。 脑通信器是第一个被FDA批准的用于人体研究的实验性脑移植装置。许多人由于疾病而被锁定 (不能活动或讲话 ,但是意识仍然完好 )。其原因往往不在大脑 ,而是大脑和身体其他部位的通信被阻断。研究已经发现了一些脑细胞 (神经元 )的位置 ,他们是运动信号下行到脊髓以前的最后一站。所以 ,如果能够截获这些位置上发出的信号 ,就能够将“运动信号”发送到计算机上 ,并破译它们。一旦将这些信号数字化 ,它们就可以像键盘或鼠标那样和计算机交互作用。脑通信器是将特制的芯片植入颅骨 ,利用改制的模拟接收器获取脑细胞发射的信号并传送到生物放大器和示波器。生物放大器转送的信号被数字化 ,分析出各种波形特征并加以储存。 一台分析计算机和一台病人计算机相连接 ,病人计算机读取从分析计算机发送的事件。它们由分析软件按照波形的特征分类。根据病人计算机读取的事件就可以指挥鼠标在各个方向的运动。这样 ,瘫痪病人的运动意识变成了所希望的实际鼠标活动 ,他们也可以使用计算机了。 另一个产品是肌肉通信器。它可以帮助不能活动但是仍然具有少量残余肌肉活动功能的人。研究表明 ,某些伤残人仍然具有微小的不能感知的肌肉收缩 ,但是达不到肌肉可见活动的强度。只要将电极板放在皮肤上 ,肌肉通信器就能够检测和肌肉收缩相关的微小电活动并且将信息发送到计算机上进行处理。这种电活动转换成数字信息以后 ,就可以作用于键盘或鼠标。 为了使得瘫痪病人方便地具有操作功能 ,虚拟手装置已经在设计之中。它将允许和虚拟的环境进行三维的交互作用。将来它们可以移植到肌肉内部 ,使得大脑的运动信号直接和肌肉联系起来 ,从而使肢瘫者可以更加自主地完成操作。 对于不是四肢瘫痪的视觉或听觉有障碍的伤残人 ,可以从站点http ://www .abilityhub .com/获得操作计算机的帮助信息。 人们于 19 73年起在科幻电影中开始引入仿生学 ,这是十分具有魅力和挑战性的领域。神经仿生学是仿生学的一个组成部分 ,实际的进展是缓慢的 ,但是未来的美好憧憬仍然激励着科学家孜孜不倦地奋斗。
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