http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-22 14:06:49 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會
據英國《新科學家》網站10月18日(北京時間)baodao,meiguokexuejiayanfachuyizhongnengjieshoushenjingmaichongdengguangxuexinhaodechuanganqi,kejinyibugaijinrentishenjingxitongyuyizhizhijiandelianjie,shitongguodanaoshenjingzhijiekongzhiyizhidemengxiangchaoxianshimaijinleyidabu。未來,通過該傳感器,大腦能夠直接控製義肢的運動,被植入者也可通過義肢感受到壓力和熱度。
目前,義肢中的神經接口都是電子的,其中的金屬零件可能會被身體排斥。而美國南衛理公會大學的馬克•克裏斯滕森和同事正在研發一些可以捕捉神經信號的光學傳感器。他們使用的材料——光纖和聚合物與金屬相比,不僅不太可能誘發身體的免疫反應,而且也不會被腐蝕。
這種傳感器建立在一個聚合物的球殼上,這些球殼同一束光纖偶聯在一起,光纖將發送一束光,經過球殼內部。光在這些球殼內“旅行”的方式被稱為“回音壁模式”,其靈感源於英國倫敦聖保羅大教堂的回音壁。在聖保羅大教堂,聲音可以通過凹形牆壁的不斷反射而持續傳播,因此傳播得更遠。
該(gai)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)設(she)計(ji)理(li)念(nian)是(shi),與(yu)神(shen)經(jing)脈(mai)衝(chong)相(xiang)連(lian)的(de)電(dian)場(chang)會(hui)影(ying)響(xiang)聚(ju)合(he)物(wu)球(qiu)殼(ke)的(de)形(xing)狀(zhuang),球(qiu)殼(ke)內(nei)部(bu)光(guang)線(xian)的(de)共(gong)振(zhen)也(ye)隨(sui)之(zhi)改(gai)變(bian),因(yin)此(ci),神(shen)經(jing)係(xi)統(tong)會(hui)變(bian)為(wei)光(guang)子(zi)電(dian)路(lu)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang),光(guang)線(xian)的(de)共(gong)振(zhen)變(bian)化(hua)能(neng)夠(gou)向(xiang)仿(fang)生(sheng)手(shou)發(fa)送(song)指(zhi)令(ling),比(bi)如(ru)告(gao)訴(su)仿(fang)生(sheng)手(shou),大(da)腦(nao)想(xiang)要(yao)移(yi)動(dong)一(yi)根(gen)手(shou)指(zhi)等(deng)。通(tong)過(guo)在(zai)光(guang)纖(xian)頂(ding)端(duan)放(fang)置(zhi)一(yi)個(ge)反(fan)射(she)器(qi),引(yin)導(dao)一(yi)束(shu)紅(hong)外(wai)線(xian)照(zhao)射(she)並(bing)刺(ci)激(ji)神(shen)經(jing)係(xi)統(tong),其(qi)發(fa)出(chu)的(de)神(shen)經(jing)信(xin)號(hao)也(ye)能(neng)夠(gou)被(bei)帶(dai)往(wang)其(qi)他(ta)方(fang)向(xiang)。
yanjiurenyuanbiaoshi,zhezhongchuanganqimuqianhaichuyuyuanxingyanzhijieduan,erqiechicuntaida,zanshiwufaanzhuangzairentinei,buguo,suizhechicunbuduansuoxiao,zhezhongchuanganqijiangkeyizaishengwutineifahuizuoyong。gaikeyanxiangmuhuodelemeiguoguofangbugaojiyanjiujihuaju(DARPA)560萬美元的資助。研究人員計劃2年內將工程樣品在貓或狗身上進行試驗。在此之前,研究人員需要將這種傳感器的大小從幾百微米縮小到50微米。
gaichuanganqigongchengyangpinzaishiyongqian,yanjiurenyuanhaixuyaojiangshenjinglianjiejutidihuizhichulai。liru,yaoqiubingrenshizhejuqitacanquedeshoubi,yibianjiangxiangguandeshenjinglianjiedaoyizhishang。
克裏斯滕森表示,總有一天,這些傳感器和光纖可以像“跳線”一樣,形成從大腦直到腿部的神經回路,繞開受損的身體組織,最終讓脊髓受損患者重新恢複運動能力和知覺。
不過,也有專家認為,這種傳感器所使用的材料雖然都具有很大的生物相容性,但它們是否能夠完全避免人體的排異反應依然存疑。
圈點
沒有通用串行總線(USB)接口的電腦簡直會讓今天用慣了U盤、MP3或數碼相機的人們無法想像。事實上,克裏斯滕森等人就是在為人體的“中央處理器”研製一種光學“接口”,而(er)其(qi)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)日(ri)後(hou)將(jiang)遠(yuan)遠(yuan)超(chao)越(yue)控(kong)製(zhi)義(yi)肢(zhi)。開(kai)發(fa)包(bao)括(kuo)上(shang)述(shu)設(she)備(bei)在(zai)內(nei)的(de)各(ge)種(zhong)腦(nao)神(shen)經(jing)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi),一(yi)方(fang)麵(mian)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)揭(jie)示(shi)人(ren)腦(nao)的(de)奧(ao)秘(mi),另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)也(ye)會(hui)使(shi)人(ren)腦(nao)這(zhe)部(bu)無(wu)與(yu)倫(lun)比(bi)的(de)超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)實(shi)現(xian)功(gong)能(neng)延(yan)伸(shen)和(he)擴(kuo)展(zhan)。通(tong)過(guo)這(zhe)個(ge)“接口”,人腦在改變外部世界的同時,也將激發自身的巨大潛能。