美国探究通过脑部植入直接控制的义肢_社会_资讯中心

《连线》（Wired Danger Room）凯蒂·德拉蒙德（Katie Drummond）2010-3-5

探求更好的义肢，多年以来已经成为五角大楼一项重要的优先项目。现在，他们想使义肢能够更持久、更可靠，同时与人类大脑更好地直接整合。

供图：美国军方

美国国防部高级研究计划局（DARPA），一个军方具有风险性的研究机构，正在启动其革命性修复计划（RevolutionizingProsthetics program）的下一个阶段，这个计划在2000年启动之初，就制定了在五年内制造出一个功能完整的、通过神经控制的人类肢体的目标。

DEKA Arm机械手臂/DEKA公司供图

从那时起，DARPA已经取得了许多进展。他们目前正在进行DEKA公司研发的机械手臂（DEKA Arm）的人体试验，这个机械手臂让使用者能够非常轻松地完成日常的任务。这个机械手臂使用了一个手柄式的操作接口（joystick-style interface），使用者（上肢截肢者）通过他们的脚趾敲击命令来启动机械手臂的运动。在约翰·霍普金斯大学（Johns Hopkins），DARPA资助的研究者仍然正在研究一种机械手臂，一种使用100个传感器神经接口（100-sensorneural interface）来创造一个像自然肢体一样灵活的、与大脑融为一体的义肢。

虽然DARPA曾希望在2010年之前制造出一个功能完整的、神经义肢模型，但是DARPA的研究者目前还没有掌握人类神经通路（human neuralpathways）与人工平台（artificialplatform）之间的整合技术。其中一个原因是，众所周知神经记录接口（neural-recording interface）的寿命不长，大约两年左右，同时它们无法提取充分的信息来产生从大脑到神经元再到肢体的无停顿运动。一个看似简单的运动，比如用手吃东西，实际上是一个由上千种运动、感觉、指示以及大脑与神经元间的沟通组成的系列动作。目前，DARPA的雏形每秒钟能够传送500个动作。据DARPA称，这还远远不够。

所以DARPA正在启动一项新计划，接口长期稳定性的组织学（Histology forInterface Stability Over Time），希望不仅能够制造一个神经控制的肢体，而且制造出具有70年寿命、能够与人类身体完美整合的义肢。

这是这个为期三年、分三阶段的新方案遇到的首个最重要的缺陷。DARPA希望了解为什么神经记录接口这么容易损坏或者表现比较滞后，同时了解研究者如何能够预测这个缺陷将尽早——在截肢者仍然在坚持使用一只胳膊或一条脚之前被弥补。他们正要求研究者对神经平台进行猛击以及过载测试，来弄明白能够查明的脆弱点到底在哪里。

DARPA也希望研究者能够确定哪一种神经模型最有效率，虽然他们已经预料到成功的模型需要使用“植入式的大脑皮层微电极”（implanted cortical microelectrodes）来产生最好的效果。换言之，就是能够直接与神经系统（nervous system）沟通的脑部植入。这需要克服另外一个困难：即一种可以检测与修复这种设备的无创性方法。

彻底改变义肢模型的状态不那么容易，同时DARPA指出，“每获得一个标志性里程碑的背后都可能隐藏着巨大的风险。”并非DARPA被风险吓倒，他们恰恰是希望进行长期而艰巨的努力去克服它。

责任编辑：Neytiri