“心想事成”是我们在祝福朋友时常挂嘴边的话，“读心术”则是未来小说主角居家旅行的常备技能。如今，借住现代科技，能够读心的设备让我们仿佛已经站到了这一能力的门口。

　　近日，浙江大学医学院附属二院(下称浙二医院)神经外科与浙江大学求是高等研究院合作的“脑机接口临床转化应用课题组”，首次在我国利用颅内植入电极，用意念控制机械手，完成了高难度的猜拳动作。

　　猜拳游戏 机械手完胜

　　在浙二医院，神经外科的专家通过视频向大家再现了这神奇一幕，视频中的小刘姑娘就是被植入了电极的病人。她的病床正前方放着一台电脑，病床左侧则是一只机械手，头上连着数据监测线的她即将和这只机械手玩猜拳的游戏。

　　电脑向小刘做出提示，示意她出“石头”。小刘随之照做，当她做出握紧拳头的动作时，一旁的机械手也几乎同步做出了“石头”的手势，两者的时间差不到一秒。随后，小刘继续根据屏幕上的示意图，用手指完成了脑海中的动作，机械手再次近乎同步地完成了相应活动。在大约40组指令中，吻合的准确度达到约80%。

　　接着，小刘又和机械手开始了猜拳对决：当她出剪刀时，机械手握紧了拳头，而当小刘同样握紧拳头时，机械手却伸开了五指。人机对决，获胜方几乎都是机械手。

　　负责临床的浙二医院神经外科张建民主任告诉记者，埋藏在小刘大脑皮层的电极是一块4×8厘米的芯片，与大脑神经元相连接，这块芯片没有破坏大脑皮层，仅仅覆盖在大脑表面的运动感觉区，再与外部设备互通，从而使大脑的意念控制机械手完成大脑指令动作。

　　为何一块小小的芯片便可以收集大脑的意念呢?负责该项目的浙江大学求是高等研究院郑筱祥教授向记者解释了人体做任何动作的原理。当人脑产生某一动作的想法时，这种想法会以电传导的方式在特定神经元细胞之间传导，并最终在感觉运动区形成具有一定电信号特征的神经冲动，这种神经冲动通过神经纤维，最终传导到手、脚等产生动作的肌肉，完成动作的实现过程。

　　“而小刘大脑内的电极，正是采集到了猜拳动作的脑电波信号，然后利用电脑分析不同信号所代表的意思，完成神经信号建模，最后电脑操纵机械手完成相应指令。”郑筱祥说。

　　小白鼠到人 一共分几步?

　　浙大在脑机接口的探索是从2006年开始的。“我们一开始是在小白鼠身上做实验，用机器遥控大脑”。郑筱祥给记者看了一段小白鼠的视频。小白鼠是通过胡须区的触碰辨别方向，因此，当胡须区接受到机器发出的相关指令，小白鼠便可“乖乖地”爬上高台——这原本是小白鼠不敢做的事。

　　后来，“视力不佳”的小白鼠又被研究人员戴上了“眼镜”——针孔摄像头。再通过人工智能，让这只名为“鼠哥”的小白鼠“看”到了地面上的路标。

　　要让鼠哥真正看清道路，奥秘还在于大脑中的芯片和背上的脑机接口部件，这个部件可以直接和鼠哥的大脑通讯。如此一来，摄像头拍摄到的景象，经过机器视觉技术辨别，从而控制胡须区，使得鼠哥沿着指示前进。“在这个实验中，我们用机器的智能增强了老鼠的生物智能，这就是混合智能。”通过这一整套设备，鼠哥可以在一个标有指示箭头的迷宫内顺利走到终点。

　　有了在小白鼠身上的多次探索后，郑筱祥团队打算将脑机接口放到与人脑更为接近的猴子身上。他们在一只猴子的大脑运动皮层植入了两个与200多个神经元相连的电极，电极的另一头连接着计算机，用于采集这只名叫“建辉”的猴子脑部的神经信号。收集到的电信号通过计算机放大，用于解读猴子完成某个动作时，神经系统的编码过程。最终，2012年春节刚过，研究人员便宣布破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号，使猴子的意念能直接控制外部机械。如此一来，当“建辉”面对不同形状的物体做出不同手势时，不远处的一只机械手也重复着相同的动作。

　　两年之后的现在，国内脑机接口技术再次有了突破性进展——小刘姑娘成为了第一个颅内植入电极的中国人。幕后科研人员付出的努力可见一斑：精准采集人脑信号并解析脑电波，将脑电信号与生理动作一一对应，这就是让机械手能“读心”的难度所在。

　　渐冻人的春天或将由此开启

　　在谈及脑机接口在未来的应用，郑筱祥给记者介绍了布朗大学在2012年的一次应用，一位因闭锁综合症而失去了活动和说话的能力的病人正通过意念操纵着一只机械臂，最后顺利地喝到了机械手中的咖啡——这是她15年来第一次自己端起了咖啡。最值得强调的一点是，病人并没有事先经受练习使用机械手臂的训练。“脑机接口在运动功能修复方面的应用，可以用来帮助这类瘫痪、截肢患者，以及当下被广泛关注的渐冻人。”

　　除了修复运动功能，脑机接口还可以用于治疗难治性神经精神疾病。研究表明，神经精神疾病的发生多伴随脑内神经元的兴奋性异常，通过对病灶施加电刺激，可以有效地调节该处神经元兴奋性，从而缓解病情。基于这个原理开发的深部脑刺激、反应性电刺激分别对晚期帕金森病和难治性癫痫有着很好的疗效。所谓的反应性电刺激，就是将发作初始阶段的同步化放电有效地去除，阻止癫痫发作的形成。

　　张主任向记者透露，这次之所以在小刘姑娘的脑中植入电极，最主要也是因为她就是一位复杂的癫痫患者，常规检查无法确认她癫痫发作的起源，根据术前的检查及评估。“我们这才决定在她颅内埋藏电极来进一步分析皮层脑电，明确癫痫灶的部位。”