首页 | 家园 | 百科 | 下载 | 书库 | 仪器 | 展会 |人才 | 公司 | 网址 | 问答 | 论坛 | 注册 | 通行证登录 | English

生物行

生物行   进展 | 摘要 | 人物 | 医药 | 疾病 | 技术 | 健康 | 能源   生物航   供应 | 求购 | 公司 | 展会 | 要发布
论坛   神经科学 | 神经系统疾病 | 实验技术 | 求职招聘 | 器材试剂 | 文献检索 | 读书笔记 | 考试招生 | 软件使用
当前位置: 主页 > 神经科学 > 人工智能 >

两只蛤蟆相隔千里实现“心电感应”

时间:2010-01-29 12:27来源:搜狐 作者:admin 阅读:

  两只“热恋”中的蛤蟆,一只在南京,另一只在千里之外的北京。北京的蛤蟆蹬了一下左腿,南京的蛤蟆在瞬间感应,“回敬”了相同的动作。几秒钟 后,南京的蛤蟆礼貌地蹬了一下右腿,北京的蛤蟆被“感动”了,立刻重复了它的动作。1月20日,东南大学射频与光点集成电路研究所所长王志功教授领衔的实 验团队完成这个玄乎的实验,让相隔千里的两只蛤蟆“心电感应”。昨天,东南大学正式对外宣布实验成功,这在国际上尚属首例。

  实验回放

  北京蛤蟆动动腿,南京蛤蟆有反应

  两个远隔千里的高等动物之间能否实现互感互动是一个有趣的话题。迄今为止,人类已经通过有线和无线电话、电视、互联网等多种技术实现远隔千里万 里的声音和图像的交流,实现了“顺风耳”和“千里眼”,但有一种设想目前还没有实现,那就是痛、温、触、压等皮肤感觉神经和肢体运动神经信号的远程传递和 再现。这让“北京蛤蟆‘感动’南京蛤蟆”实验充满了神秘感。

  在众多媒体的见证下,王志功教授点开了视频,在电脑屏幕上,同时跳出一大一小两个窗口。大窗口显示北京中国康复研究中心实验室里的蛤蟆,小窗口 把镜头对准了南京的蛤蟆。实验开始了,北京的那只蛤蟆的脚趾上被滴了一滴醋酸。那只神经已被截断、原本不会动作的家伙立马感受到了刺激,不由自主地缩起了 左腿;几乎在同时,另一个视窗显示,在南京的这只蛤蟆居然也用左腿做了一个与北京蛤蟆完全一样的缩腿动作,而它并没有被醋酸所刺激。此后,实验又被“逆 向”实现:南京蛤蟆的右脚被滴上醋酸,它做出了一个弯曲右腿的动作,而北京的那只蛤蟆也依葫芦画瓢摆出了同样的姿势。(请见实验模拟图)

  两只相隔千里的蛤蟆怎么突然有了感应?王志功教授解释说:“仔细看画面,两只蛤蟆的坐骨神经均已经被连上了这种名为微电子神经桥的发射端和接收 端。受到醋酸刺激的那只蛤蟆,其坐骨神经上产生一种神经信号,这个信号被发射端的微电子系统所‘截获’,经电脑放大处理,信号被增强了N倍,并通过3G无 线网络传输到另一地。接收方接收到来自异地蛤蟆的神经信号后,同样通过连接其坐骨神经的微电子系统给它刺激,并导致它作出同样动作。”

  技术遐想

  阿凡达真的要来了

  王志功教授描绘的一幅又一幅实验蓝图,不由让人联想到最近一部热门电影《阿凡达》。影片《阿凡达》里,科学家用人类DNA和Navi人的DNA 融合在一起创造了克隆Navi人,人类的意识进驻到克隆人的身体,人类就可以不受距离的限制操控外星球的克隆人的一举一动。王志功教授的合作伙伴南京医科 大学生理学系高兴亚教授评价说;“其实是一个道理,我们的实验是将集成芯片植入蛤蟆体内,实现一只蛤蟆对另一只蛤蟆的神经遥控。只不过我们不像电影里那么 玄乎!而且已变成现实。”虽然影片《阿凡达》是卡梅隆奇思妙想的科幻3D片,但是影片也影射了未来人类科技的一种必然趋势。

  据专家介绍,这项技术一旦成熟,它的衍生将会涉及到很多领域,其中就包括航天领域。科幻电影的场景在将来也可能成为现实。王志功教授笑言:“说 不定阿凡达真的要来了。当人类的传统宇航服、机甲都不足以保护在星球上探索的人类时,将一个芯片植入机器人的体内,科学家只要在地球上某一个角落用自己的 意识操控机器人,完成一些人类难以完成的任务。”

  未来应用

  A、搭神经桥帮截瘫病人康复

  让相隔千里的动物之间实现“心电感应”,王志功教授团队的这一实验让神话和科幻小说中的情节变为现实。然而王志功不满足于眼前的成果。

  “这仅是我们迈出的第一步。”王教授说,此项实验让科学家们联想到另一幅温暖的画卷:截瘫病人在超强神经信号刺激下恢复和谐动作,重新站立起 来。这一联想,已在大鼠和兔子身上得到初步验证。

  王志功解释说,肢体瘫痪的原因在于,脊髓神经束损伤,使损伤面以下仍存活的脊髓运动神经元得不到来自大脑的运动控制信号。

  他向记者再现“截瘫”大鼠恢复动作这一实验:一只大鼠脊椎受损躺在“手术台”上奄奄一息。科学家在受损点上部安装微电子神经桥的发射端,在受损 点下部安装接收端,在受损点之上架起了一座“桥”。当发射端接收到神经元信号后,直接跳开了破损口,把信号输送到接收端,实现再生。当接收端收到信号的那 一刻,科学家发现,大鼠明显动了一下。

  据介绍,我国目前至少有2400多万肢残人,占残疾人总数的30%以上,其中多为脊椎神经阻断致瘫痪。

  王教授说,多年以来,已有科学家在为瘫痪病人康复设计控制肢体运动的功能电刺激装置。由于人们现在还不知道人体的哪怕是一种最简单的运动所对应 的神经编码是什么,所以用构思的电脉冲编码作控制信号产生的肢体运动与正常人肢体运动的自由度与和谐度相去甚远。大鼠试验告诉我们,用上微电子神经桥技 术,就可以在阻断坏死神经外重建通道,从截断神经的上端获取神经信号、通过新建的神经桥,输送到坏死神经的下端,从而达到神经信号通畅、动作自然连贯。为 截瘫病人康复燃起了希望。

  王教授透露,目前人体试验尚未开始,但已经有两套方案。

  一是模仿两只蛤蟆的实验,把健康人运动相关的神经信号探测出来,通过“微电子神经桥”和无线传输技术与瘫痪病人的运动控制神经系统联系起来,从 而使瘫痪病人的肢体在健康人动作相关神经信号的控制下,完成类似的和谐动作。二是复制大鼠实验,在截瘫病人脊髓上“搭桥”,实现自体修复。

  B、远程遥控机器人

  我们都知道,太空、深海、化学、高温、核辐射等环境下和战场上的机器人主要靠预先编写好的程序加上“人工智能”在计算机控制下开展活动的。即使 能够遥控,也是通过改变操作指令实现的。复杂的动作指令常常是难以实时完成编写的。即时遥控机器人更是当前的一个难题。王志功的另一项目实验设想方案,就 是让处在千里之外的机器人(可视为南京蛤蟆)与主人(可视为北京蛤蟆)也来谈一次千里“热恋”,使异地机器人随时感知主人的心思,完成高难动作,实现特种 环境下的特种任务。

  人物名片

  “中国芯”王志功

  在德国,他成功设计出上百种光纤通信用超高速、微波毫米波单片集成电路,创造了多项世界纪录;放弃绿卡,毅然回国后,他领衔研制的各种芯片数次 填补国家空白。1997年他受聘为东南大学无线电系教授、博士生导师、电路与系统学科带头人、国家863计划光电子主题专家组成员,领导建立了东南大学射 频与光电集成电路研究所,并担任所长。设计出上百种集成电路,创造并保持多项IC世界纪录;获得7项德国、2项中国和3项国际发明专利;已在国际和国家级 重要会议和核心期刊上发表论文200多篇;出版51万字《光纤通信集成电设计》专著……近年来相继荣获全国“百千万人才工程”第一、二层次人选、教育部长 江学者特聘教授、全国“留学回国人员先进个人”、“江苏省劳动模范”、“杰出留学回国人员”、“全国侨界十杰”等一系列荣誉称号。

(责任编辑:泉水)
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片
推荐内容