二○○二年冬天,我們小組準備要開始進行「馬內計畫」(Project MANE,全名是the Mother of All Neurophysiological Experiments,所有神經生理學實驗之母)。
我想要完成這個研究計畫的動機,源自我的恩師提摩艾利亞教授經診斷,罹患了可怕的神經性疾病「肌肉萎縮症」(亦即俗稱的漸凍症),這種病在四年後奪去了他的生命。
對我們大多數人來說,完全無法想像失去掌控身體運動能力有多可怕;一次失去一點肌肉,每況愈下,直到全身上下最頑強的肌肉,也就是我們賴以呼吸的肌肉,也宣告失效。這是所有肌肉萎縮症患者的宿命。
我們非常清楚,想做成這個實驗,主要得靠MNAP(一部五百一十二個頻道的多神經元蒐集處理器multineuronalacquisitionprocessor)、幾台電腦,以及最主要的—奧蘿拉—我們實驗室的黃金女郎的腦袋的表現。
我們用MNAP來記錄奧蘿拉開始玩遊戲時散布在她大腦六個皮質區的神經元集群的樣本。
然後,我們透過一系列簡單的數學模型,把奧蘿拉腦部生成的訊號中,將「想要移動手與臂時,所需要的運動指令」給抽取出來,趕在奧蘿拉移動任何一根手臂肌肉之前,產生「隨時間變化、能預測奧蘿拉腦部正要執行的臂與手部運動軌跡」的輸出資訊,發送給機械臂。經過幾秒鐘的猶疑,機械臂開始模仿奧蘿拉左臂與左手的動作。
奧蘿拉的運動思維,現在直接控制的不只是她自己的手臂,也能夠控制機械手臂。
如今,奧蘿拉只需要用思考,就可以透過機械手臂打電玩了,再也不需要動用她自己的手臂。
她的腦部活動不需要靠身體,就能夠自力挑起她自主意向產生的所有負擔,而且是隔著一道牆進行的。
她的腦袋也開始將機械臂同化到她神經元的身體意象中,幾乎像是機械臂已經成為她軀體的延伸!
我們相信,一旦能夠明確證實腦機介面可讓一具機械裝置產生「由腦波直接控制的動作」,腦機介面將會導引出新一代神經輔助裝置的研發,這些裝置的目標在於:讓數百萬名飽受身體癱瘓所苦的病人,恢復運動能力(包括打敗提摩艾利亞教授的肌肉萎縮症)。
除了能「提供一種全新的實驗工具,來探究掌控腦部迴路運作的基本機制」之外,馬內計畫也達成了「讓這個議題在臨床醫學上成為一項可靠的研究」的目標。
(本文摘自天下文化出版《念力—讓腦波直接操控機器的新科技.新世界》)