哈佛大学实现生物间精神控制 用脑电波控制老鼠摆尾

游戏《红色警戒》中,“精神控制”是尤里的绝技。现在,科学家正努力让“精神控制”从科幻走向现实。

前天,美国哈佛大学的科学家在PLOS One网站上发表文章,宣布成功地进行了人对动物的“精神控制”实验,志愿者以脑电波控制老鼠,使其摆动尾巴。这意味着“精神控制”的研究又进了一步,科学家希望将来能用“精神控制”系统帮助瘫痪患者重新学会活动四肢。

哈佛大学医学院的柳承世(Seung-Schik Yoo)等研制的“精神控制”系统,原理并不复杂。人类志愿者佩戴电极帽记录脑电波,当他们看到屏幕上的频闪信号时,脑电波就会与频闪的频率保持一致。当他们把注意力转移到正在摆动的老鼠尾巴上时,注意力的变化对脑电波产生干扰,干扰信号经处理后被发送到电脑上。

“精神控制”系统的电脑再将信号传到一个超声波发生器上,超声波聚焦在老鼠控制尾部运动的大脑皮层上,刺激老鼠的神经元,使老鼠摆动尾巴。不过,为了将超声波准确聚焦在大脑皮层运动区上,不得不将老鼠麻醉并固定住。

人脑电波控制鼠尾运动的“精神控制”实验原理

全部6个志愿者都能使老鼠的尾巴运动起来,在最优化条件下,从人脑产生信号到老鼠尾巴运动的精确度高达94%。柳承世说,在可以预见的将来,两个人甚至可能采用类似系统,以脑电波控制对方的运动。

“精神控制”实验现场

“精神控制”实验中频闪信号出现变化

脑电波发生变化,鼠尾抬起,实现生物间的“精神控制”

此前,也有实验通过读取特定的脑电波,控制机械的简单运动或游戏按键。哈佛大学医学院的柳承世小组就曾用志愿者的脑电波控制鼠标运动。不过,他们在那次“精神控制”实验中,采用了另一种方法,将某种具体的思维活动所形成的脑电波,设为鼠标运动方向。例如,志愿者唱“玛丽有只小羊羔”,鼠标就向上,如果做50-3=47的算术题,鼠标就向下。

但是,要用“精神控制”操纵生物显然更有难度。

今年2月,杜克大学的科学家用另一种方式实现了生物间的“精神控制”。他们把两个只有头发1%宽的微电极阵列植入两只老鼠的大脑皮层运动区,并将电极连接起来。这两只老鼠都接受过训练,在接受视觉信号刺激后,会压动两根杠杆中“正确的”一根。实验时,两只老鼠被分开,一只仅能接受视觉信号,但没有杠杆可动,另一只可以动杠杆,但没有视觉信号刺激。结果发现,接受视觉信号刺激的老鼠,通过“精神控制”使另一只老鼠压动杠杆,而且压动“正确”杠杆的概率达到60%~72%。

柳承世实验的意义在于,不通过手术植入电极,就实现了生物间的“精神控制”。这是通向实用的“精神控制”系统的重要一步。

哈佛大学医学院科学家,“精神控制”研究者柳承世

不过,“精神控制”距离实际应用,显然仍有很长的路要走。

柳承世实验中,“精神控制”的脑电波信号是对频闪节律变化的被动反应,或是将某种具体的思维活动设为信号,但要“读懂”自主的思维,真正通过解读脑电波控制生物,仍是极为困难的。而且,超声波必须准确地聚焦在目标相应的大脑皮层上,显然,“精神控制”无法随心所欲地“捕捉”目标生物,建立脑—脑联系。

“精神控制”大师尤里离我们确实又近了一步,但在可以预见的将来,他仍将留在《红色警戒》中。

来源:http://www.guancha.cn/Science/2013_04_10_137663.shtml