http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 13:42:05 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。
該(gai)傳(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)程(cheng)樣(yang)品(pin)在(zai)使(shi)用(yong)前(qian),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)還(hai)需(xu)要(yao)將(jiang)神(shen)經(jing)連(lian)接(jie)具(ju)體(ti)地(di)繪(hui)製(zhi)出(chu)來(lai)。例(li)如(ru),要(yao)求(qiu)病(bing)人(ren)試(shi)著(zhe)舉(ju)起(qi)他(ta)殘(can)缺(que)的(de)手(shou)臂(bi),以(yi)便(bian)將(jiang)相(xiang)關(guan)的(de)神(shen)經(jing)連(lian)接(jie)到(dao)義(yi)肢(zhi)上(shang)。
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”,erqiyingyongfanweirihoujiangyuanyuanchaoyuekongzhiyizhi。kaifabaokuoshangshushebeizaineidegezhongnaoshenjingxinhaochuanganqi,yifangmiannengjinyibujieshirennaodeaomi,lingyifangmianyehuishirennaozhebuwuyulunbidechaojijisuanjishixiangongnengyanshenhekuozhan。tongguozhege“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。