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美国科学家利用四只大鼠的脑脑接口完成简单计算

2015-07-10 16:25 Miguel Nicolelis Scientific Reports 阅读 0
核心摘要: 美国杜克大学科学家在《科学报告》发表两项研究:一是利用猴子脑力共同控制虚拟手臂,二是构建四只大鼠的脑脑接口完成简单计算。脑网在记忆存储和并行计算任务中表现优于单一大鼠,展示了多脑协同的潜力。

本周《科学报告》期刊发表了两篇关于脑脑接口的神经科学论文。其中第一篇报道中,脑机接口利用几只猴子的脑力共同控制虚拟手臂的运动;第二篇报道中,科学家用包含四只大鼠的脑脑接口完成了简单的计算任务。

脑脑接口常出现在科幻作品中,如电影《阿凡达》中的异体生物控制。在实验研究中,脑脑接口作为多个动物大脑构成的网络,允许动物实时交换感觉和运动信息。

美国杜克大学的米格尔·尼可列利斯团队使用覆盖广大皮层区域的电极提取神经信号。在第一项研究中,他们记录了4只恒河猴运动和感觉脑区的上百个神经元活动。猴子被分成两只或三只一组,坐在不同房间,通过计算机屏幕上的虚拟手臂执行任务——将手臂移动到目标上,可通过操纵杆手动控制或通过观察手臂运动进行大脑控制。运动由每只猴子的大脑活动记录生成。经过训练,使用大脑控制的猴子逐渐协调行为,大脑活动变得更加相关,提高了任务表现。

在第二项研究中,团队构建了由四只大鼠组成的“脑网”(Brainet)。研究人员在大鼠的初级体感皮层植入多电极阵列记录神经电活动,并向其他动物大脑传输虚拟战术信息。通过不同“脑网”架构设计,大鼠执行了分类刺激、接收温度和气压信息预测降雨概率等任务。结果显示,“脑网”在需要多次计算(如记忆存储或并行计算)时表现显著优于单一大鼠。

与一般脑机接口不同,脑脑接口涉及多个大脑的协同工作。经过数年探索,脑机接口技术已使身体残疾人士受益。然而,该技术也引发担忧:大脑隐私数据如何保护?此外,研究获得五角大楼DARPA资金支持,引发反乌托邦想象——未来是否会出现被远程操纵的动物军队?

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