编者注：如今，脑机交互已经越来越被证明是一项前景光明的技术，例如其在帮助瘫痪的人拾取物品，或让盲人重见光明等方面已取得跨越式突破。
但在这一系列的实验中所使用的植入电极，却因为组织结疤问题导致其与脑细胞之间的电流传输效率降低，而且这一问题在现在看来也很难被克服。
今年3月份，哈佛大学医学院的科学家们即将开启一项全新的实验：给猴子的大脑中植入一个微型线圈，并通过它向猴子的大脑中不断传输数据。该实验的目的就是要验证是否可以避免上面所提到的问题，一旦成功，盲人的视力得到永久性恢复将变为可能。
作为该项目的参与者，PARC（施乐帕克研究中心）的区域经理Bernard Casse这样解释：“其实，用刺激大脑以达到某种治疗效果的手段一直以来都是存在的，但传统的方法是直接对大脑进行电击，这很有可能会造成脑组织损伤、大脑炎症和留下伤疤等各种严重后果。”
而这一次，哈佛医学院的专家们将微型线圈植入猴子的头骨与大脑皮层之间。其作用原理是一连串毛发状的微型线圈持续产生强大的定向磁场，以刺激脑组织中的特定区域。
图中所示的微型线圈可以刺激脑组织内的电流活动
和传统做法相比，微型线圈有以下优势：
（1）不同于电极产生的场，由磁力刺激产生的电场极其不对称。而电场不对称这一特性是非常重要的，凭借它科学家可以选择性地激活所需要的神经元，而不会干扰到其它神经元的正常活动。
（2）微型线圈的刺激效果十分稳定。这得益于磁场很容易穿过生物组织的特性，即便是线圈在被组织牢牢包裹的情况下也可以持续发挥效用。
（3）微型线圈和神经组织之间没有直接的电流接触，大脑也就不会有被电击的风险，这使得微型线圈更加安全。
在这次实验中，哈佛医学院的研究人员使用微型线圈刺激猴子的初级视觉皮层，尝试在没有来自眼睛的视觉信号输入的情况下，重建正常状态下眼部信号可触发的大脑活动。而最终的目标就是利用微型线圈直接将视觉信号转换为对应的大脑活动。
将摄像头收集处理的视觉信号直接传递给大脑？
目前，这项为期三年的研究项目已经获得了时任总统奥巴马所倡导的“大脑计划”数百万美元的资助。
所谓的“大脑计划”（BRAIN Initiative）就是开始于2013年4月份的“使用先进创新神经技术的人脑研究”（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies，简称BRAIN）的项目。
这个计划的主要目的是进一步加强人类对大脑的认识，并探索出治疗或预防阿尔茨海默症、精神分裂症、自闭症、癫痫和创伤性脑损伤等伤病的新方法。
作为此次项目重要的合作伙伴，施乐公司旗下的帕克研究中心发明了这个微型线圈。他们预期，这种新型线圈将会极大提升实验对象的空间定位能力，日常活动中物体识别、运动检测、复杂区域导航和躲避障碍物的能力都将得到进一步改善。
Bernard Casse表示：“我们最终的目标就是希望实验中的猴子可以仅凭借对光的感知，或简单的几何图案就可以在迷宫中实现自我定位。”
其实，在去年施乐公司的这项发明就已经在麻省总医院的小白鼠身上做过了类似实验。根据以往的经验推测，体积如此之小、以至于可以被植入到大脑皮层中的线圈可能无法产生足以调节神经元的活动的磁场。
使用10-100Hz的电磁波刺激小白鼠大脑皮层，来激活其神经元回路
麻省总医院“大脑计划”的项目负责人Shelley Fried博士说：“但现在我们已经证实了磁场刺激小白鼠大脑皮层可以激活神经元回路。”研究团队对这项技术寄予厚望，如果配合行为测试，或许将促进下一代基于大脑皮层的假肢技术的发展。
加州大学圣地亚哥分校副教授[url=]Todd Coleman[/url]认为，尽管人类的临床应用还未被提上日程，但这项技术的应用前景仍十分可观。一旦成功，该技术的应用也将不局限于仅在脑部。
比如，将这些线圈植入在消化系统内，可以刺激上亿的神经元运动，帮助人类进行消化；而如果应用在胸腔，通过线圈刺激迷走神经，或许可以控制PTSD（创伤后应激障碍）的临床症状。
对此，施乐公司首席执行官Tolga Kurtoglu也表达了同样的看法：“PARC能成为这项意义非凡的神经工程的一部分，我们倍感荣幸！”
发表于 2017-2-9 13:26
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