靠谱 的软件外包伙伴

您的位置:首页 > 新闻动态 > 现实版心灵融合:不同动物大脑连接组成网络

现实版心灵融合:不同动物大脑连接组成网络

2015-07-21 10:12:50

北京时间7月14日消息,据国外媒体报道,通过对猴子和老鼠进行实验,科学家们可以将不同动物的大脑连接起来,组成大脑网络“brainets”,从而可以协同工作,进而解决复杂问题。研究人员声称这些大脑到大脑的接口能够将不同的大脑组合起来形成“有机电脑”。世界范围内的科学家们正在开发大脑到机器的接口,即“脑机接口”。

将三只猴子的大脑相连接,其中一只猴子控制虚拟三维手臂在X轴上的运动,另外两只分别控制在Y轴以及Z轴上的运动。

当处于brainet中的老鼠口渴时,它们可以学着同步脑部的电活动来获得水的奖励。

通过脑机接口,人类和动物能够仅仅通过大脑来控制机械手臂和外骨骼。这些工作主要是依靠将脑电波信号和计算机信号相互转换来完成的。

最近,杜克大学医学中心的神经生物学家Miguel Nicolelis和他的同事开发了第一个大脑到大脑的接口。这个接口将微型线阵列植入老鼠的脑中,可以实现啮齿目动物之间的实时信号传输。通过接口,一组老鼠学习关于运动以及触摸的问题,然后通过记录这组老鼠的脑电波信号,进而转换为电刺激输入到第二组老鼠的大脑中,这样可以帮助第二组老鼠更加迅速地解决关于运动和触摸的问题。现在Nicolelis和他的同事已经用大脑到大脑的接口来创建他们的大脑网络,即“brainets”,而且可以完成一些简单的任务。

在一组实验中,科学家们将猕猴的大脑链接在一起,组成含有两个大脑的的网络B2,或者含有三个大脑的网络B3。这些灵长类动物都分别坐在单独的房间内,分享它们有关于运动和感官的大脑活动。然后研究人员让猕猴来控制视频显示器上一个很逼真的虚拟猴臂的运动。研究人员通过实验观察各只猴子控制猴臂运动的能力。例如,在一个实验中,B2网络中的猴子仅仅能够控制猴臂运动的两个维度(例如上下或者左右),而在B3网络中的猴子能够控制猴臂运动的三个维度(例如靠近和远离)。在实验中,如果猴子能够成功引导手臂触碰一个移动的目标,它将会得到一小杯果汁的奖励。科学家们发现,通过长期的训练,猴子能够越来越好地协调自己的行动,从而提高活动能力。

在另一组实验中,研究人员将三个或四个成年老鼠的大脑连接在一起组成一个“brainet”来解决基本的计算问题。科学家们首先将微型线阵列植入老鼠大脑中和触觉相联系的区域。然后他们对那片大脑区域进行温和的电刺激,Nicolelis解释说将会产生某种形式的触感。

在实验当中,当研究人员给予老鼠这种刺激时,如果它们能够同步大脑的电活动,那么口渴的老鼠将会得到一杯水的奖励。Nicolelis说:“现在仍然不能准确获知老鼠到底做了什么来改变它们的脑部活动。” 研究人员称,随着时间的推移,brainet中的老鼠学会了如何完成模式识别中的简单计算任务。这些老鼠能够识别不同模式的大脑刺激,而且当它们接收到一种刺激时,它们能够将该刺激同步到它们的大脑活动中。

该研究表明,这种模式识别技术可用于预测降雨的多少。老鼠接收不同电刺激的模式分别代表温度升高和降低,以及气压升高和下降。例如,在北卡罗来纳州气压降低和温度升高往往预示着春季傍晚雷电暴雨的发生。这个大脑网络预测降雨的准确率能达到41%,远远高于随机预测的准确率,而且也要高于单个老鼠预测的准确率。

该项研究的另一个潜在应用是帮助瘫痪患者联系志愿者来帮助他们重新行走,或者帮助他们学会如何控制机器人的四肢和外骨骼。Nicolelis说:“我们希望能够在几个月内针对这些研究给出一个报告。”


  上一篇   [返回首页] [打印] [返回上页]   下一篇