脑机接口真正的使命是什么，让瘫痪的病人带着“想法”重新走路

从《黑客帝国》到《攻壳机动队》，人类将思维转化为数字信号的尝试从未停止过，而“半机械人”也是从科幻概念到触觉现实。

2014 年 6 月 12 日下午 15:33，在巴西圣保罗举行的世界杯开幕式上，12 亿人正在庆祝一场平凡的比赛。一个名叫 Juliano Pinto 的高度截瘫男孩在 2014 年巴西世界杯上，在全球 12 亿观众面前完成了一项壮举，他用他的大脑控制了一个机器人肢体。他不能移动自己的身体，但他可以想象踢球所需的动作，并利用这种想象来操纵机械外肢做出相应的动作。

他的脚凝聚了人类科学对大脑30年基础研究的精华。

从猴子采摘葡萄到神经假肢

意念控制机械，这样的科幻概念可能比你想象的更早出现，这也在为人类的未来做出一些改变。

其实早在1963年什么是脑机接口，英国神经生理学家W. Gray Walter就开始了脑机接口的研究。在采取行动前半秒，大脑中有一个负面的活动高峰。在癫痫患者的治疗中，由于需要识别大脑中的病变，他将电极放置在患者大脑中靠近大脑皮层的位置。治疗过程中，他心血来潮，在患者欣赏幻灯片时，偷偷将脑电电极连接到“电位转换器”，将患者运动皮层的场电位信号转换为幻灯片的开关信号。这时，奇迹发生了。每次病人打算换片，幻灯片都是自己换的，不用按控制键！这是脑机接口技术的首次完整实现。

脑机接口的想法真正由米格尔·尼科莱利斯创立的杜克大学神经工程研究中心实现。他们创造的脑机接口技术可以将大脑与机器连接起来，这样人或动物就可以通过想象大脑中需要由你的身体来完成的动作来控制设备，无论设备离你的身体有多远不管走多远，你仍然可以通过大脑来控制这台机器。

脑机接口并不是真正的高级科学，它只是一项基础的大脑研究，利用遍布大脑的电极传感器接收大脑发出的神经信号，试图驱动四肢完成某个动作。传感器可以同时接收数千个脑细胞的神经信号，并从这些信号的数据中，得出大脑在发出不同指令时的信号规律，最终将这些信号转化为数字指令。

转化后的脑神经数据可以通过任何机械或电子设备连接，人畜可以通过大脑的想象控制各种机械，帮助他完成想要的动作。

2000 年，Miguel Nicolelis 的研究小组成功训练一只猴子学习通过大脑的脑机接口控制虚拟手臂，并做出正确的选择来获得果汁奖励。随后，Miguel Nicolelis 的研究小组还训练猴子使用无限脑机接口来远程控制轮椅，让猴子在房间里自由移动，随意挑选房间里出现的水果。

这一切让 Miguel Nicolelis 和他的研究小组兴奋不已，他们迅速重新启动了 15 年前提出的观点，重新起草了论文，他们人工地，或许通过脑机接口，让瘫痪的人重新获得锻炼的能力。

于是 Miguel Nicolelis 开始思考，这不应该只存在于实验室实验中，他们有了一个新想法。这个想法使人类受益，尤其是那些脊髓损伤的人。这些人大多四肢瘫痪，完全无法移动或感觉四肢，但他们的大脑功能仍然正常。

Miguel Nicolelis 和他的同事认为，BMI（脑机接口）是用来获取他的大脑数据的，因为他的大脑仍然正常运作，没有任何想象和控制功能的损失，然后使用 BMI（脑机接口）获取他的大脑数据。该数据信号被重新传输到他的新机器人身体。当这些高级截瘫患者穿上这样的机器人盔甲时，他只要想一想，就像之前实验中的猴子一样，他就可以动了。

以上实验得到的最实用的结果是将该技术应用于脊髓损伤和高位截瘫患者运动能力的恢复。通过将神经假肢和机械装甲与大脑联系起来，脑机接口技术可以非常实际地帮助人类。

走心，脑机接口的使命

瘫痪的病人可以用“心”再次行走，这正在发生。

随着今年马斯克新公司Neuralink的成立，以及Facebook对脑机交互的探索，脑机互联一时间成为热门话题，越来越多的人开始谈论它。但在这些火热科幻的背后什么是脑机接口，有的是真实的生活，有的依旧是童话世界。脑机接口技术的真正使命和意义是什么？

在 Miguel Nicolelis 看来，在学术层面和实验室实现脑机接口的最终使命，需要将人们从瘫痪的痛苦中解救出来。所以 Miguel Nicolelis 的研究小组后来推出了 Bra Santos Dumont One - 第一个脑控骨骼康复机器人。

机器人由一个 15 自由度的液压执行器组成，由电信号控制，而人脑活动则由无创脑电图记录。它可以让病人想象自己想做的动作，并将脑神经信号转换成数字信号，由机器接收，完成他的动作。这项技术的出现是对全球 2500 万脊髓损伤无法移动的人的一份厚礼。

文章开头提到的巴西世界杯开球仪式是米格尔·尼科莱利斯将通过大脑神经信号使人恢复活动能力。的例子。并且在完成动作的过程中，每当机械臂接触到真实物体时，脑机接口也会给大脑一个反馈电子脉冲，感受物体的表面纹理，模拟真实的触觉。

在巴西世界杯上开球的高位截瘫朱利亚诺·平托说：“我感觉到了球！”开球后。在 Miguel Nicolelis 眼中，这一事件的意义是无价的。

这确实是一件了不起的事情，因为它意味着“脑机接口”能做的不仅仅是重新结束人移动的能力，更重要的是真正的行走感觉，开始又走路了。

连接脑机接口的机械表面覆盖有人造皮肤，使活动的关节和双脚触地的感觉通过机械背心传递给瘫痪的病人，创造出这种感觉。对患者大脑的一种错觉，使患者感觉自己是在行走，而不是依靠机械骨架。

因为脑机接口有电子脉冲反馈，除了用“意念”控制机器外，更重要的是帮助失去行动能力的人，通过训练逐渐恢复行动能力与脑机接口。 . Miguel Nicolelis 曾经帮助一位 14 年没有走路的女人。经过 23 个月的训练，她逐渐恢复了部分活动能力，不再需要任何机械外骨骼。

当 Miguel Nicolelis 在 Geek Park 2017 Rebuild 大会上展望未来时，脑机接口技术的未来是否可以将人类意识移植到机器中，是否会像黑客帝国一样，可能还很遥远，但 Brain -计算机接口技术确实可以帮助人脑恢复。康复可以帮助那些患有中风、截瘫和一些脊髓损伤的人。

在 Miguel Nicolelis 看来，造福全球数亿行动不便的人是脑机接口的真正使命。