可植入式芯片——人机交互的终极进化

2013-5-20 13:24:56
类型：原创
来源：电脑报
报纸编辑：薛昱
作者：

【电脑报在线】从小说《神经漫游者》到电影《头脑风暴》、《智能谍变》，从连续剧《危机边缘》到游戏《EVE星战前夜》，有关可植入式芯片（植入体）的幻想从来没有停止过。究竟可植入式芯片有着怎样的魅力，它的存在能为人类带来什么？

技术：电子与生物融合的难题

正常而言，普通生物体之间的融合（比如器官移植）由于两者相互间尚属同类型物体而容易融合，但可植入式芯片相对于大脑而言并非是“活的”东西，如何将这两者结合在一起呢？

可植入式芯片与人之间的交互靠的是信号的传输和转换。动物的内在和外在的绝大多数行动都是依靠大脑细胞的控制，对特定的细胞进行刺激，就会使其发出相应的命令（例如让手动，眨眼睛，回忆过去），以信号的方式通过神经传到身体各个部位。而整个过程则可以通过神经影像技术进行拍摄和整理。在神经影像技术所建立起的大脑控制内容数据库上，将可植入式芯片植入大脑对应的控制位置，利用其对大脑进行电刺激，阻止或记录（或同时记录和刺激）从大脑神经元传入或传出的信号，间接获取被植入人的特定信息或向其输入执行特定命令。

在这一基本原理上，将可植入式芯片植入大脑的不同位置，就会实现不同的功能。例如美国南加州大学的西奥多·伯杰在人工记录老鼠记忆实验中，将芯片植入到老鼠海马体次区域CA3和CA1，完成了老鼠学习记忆的读取、记录和输入，实现了老鼠行为方式的可控性。

通过神经影像技术，研究人员便可以归纳整理出大脑各个部分所控制的内容，进而为可植入式芯片的植入位置和控制方式提供依据

如果说确定可植入式芯片的位置和强度是生物学上的难题，那么可植入式芯片的形态和材质就是多方面的大问题了。目前，可植入式芯片由各种各样的材料（例如钨、硅、铂、铱，甚至不锈钢）构成，但都存在一个问题：无法长久地留存在人体内，要么引发人体病变，要么芯片被腐蚀损坏。目前，大多数在实验室中使用的可植入式芯片多由多电极阵列构成，而其中又以硅制的密歇根阵列和犹他阵列最为闻名。它们通过阵列尖端进行神经信号的收集和传送双向行动。