刘姑娘心里刚想到出“剪刀”，机械手马上读懂了她的心思，几乎同时出了“剪刀”。

　　你知道“冰桶挑战”吗？这是健康领域最近最热门的话题之一。美国科技界大佬、运动员纷纷应战，甚至我们身边也有人自发加入。

　　冰桶挑战赛全称为“ALS冰桶挑战赛”(ALS Ice Bucket Challenge)，参与者在网络上发布自己被冰水浇遍全身的视频内容，并可以邀请其他人来参与这一挑战。活动规定，被邀请者要么在24小时内接受挑战，要么为对抗肌肉萎缩性侧索硬化症捐出100美元。活动旨在让更多人知道这种被称为“渐冻人”的罕见疾病，同时达到募款研究治疗疾病的目的。不过许多人对这一活动的环保性(浪费水)及效果持保留意见。

　　不过昨天，浙江大学医学院附属第二医院神经外科和浙江大学求是高等研究院联合公布的最新研究成果，可能会实实在在地帮到这些渐冻人。

　　这项研究成果名为“脑机接口临床应用转化”，项目主要负责人之一、浙江大学求是高等研究院郑筱祥教授说，“世界上最著名的渐冻人、写出《时间简史》的物理学家、宇宙学家史蒂芬·威廉·霍金如果用上我们这项技术，那么他脑子里想到什么，外在的机械手和机械脚就能帮他做到他想做的事。”

　　刘姑娘与机械手玩“石头、剪刀、布”

　　10盘输了9盘

　　它怎么会知道我的心思？

　　昨天，这项研究技术的另一位主要负责人、浙医二院神经外科主任张建民教授播放了一段实验视频。

　　画面中，26岁的刘姑娘躺在病床上，头上包着厚厚的纱布。纱布下，露出许多条导线，导线连着电脑。

　　视频当中，刘姑娘面对电脑,伸出左手。电脑屏幕上轮流放映着几种手势：握紧拳头、摊开五指。

　　剪刀手，就是大家经常玩的“石头、剪刀、布”游戏中的手势。

　　当屏幕上显示拳头时，刘姑娘跟着出“石头”；显示手掌时，刘姑娘跟着出“布”。做了四十组动作后，医生在刘姑娘身边的桌上放上一只机械手，机械手也有导线连着电脑。

　　医生让刘姑娘继续出“石头、剪刀、布”，有趣的事情发生了，刘姑娘出石头，机械手几乎同时也出了石头。刘姑娘笑了，“它怎么知道我的心思？”

　　她加快速度，机械手也快起来，两只手几乎同步。

　　医生说，“等会儿，让它和你玩真正的石头剪刀布游戏。”刘姑娘不相信，“它真能知道我的心思，还能跟我猜拳？”

　　医生再一次调试了机械手和电脑。第一轮，刘姑娘出“剪刀”，机械手愣了一会儿后握紧拳头出了“石头”。第二轮，刘姑娘出“石头”，机械手出“布”。刘姑娘加快速度，机械手始终不紧不慢地跟着。十轮下来，机械手竟然赢了9回，连平局都没有。

　　刘姑娘笑眯眯地说，“它是机器，我是人脑，人脑总有算不对的地方，肯定是电脑厉害。”张建民教授也笑了，“其实，机械手的动作也由你决定，并不是电脑。”刘姑娘表示不明白。

　　在脑袋中植入一个能“读心”的电极

　　你脑子一转，它就知道你在想什么

　　机械手是怎么知道刘姑娘的心思的？

　　郑筱祥教授说，电影《阿凡达》中有一个桥段：潘多拉星上，下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利躺在密封舱中，头上戴着复杂设备，利用意念操控人造的混血阿凡达。浙医二院神经外科和浙大求是高等研究院共同研究的“脑机接口临床应用转化”技术，把电影幻想变成了现实。

　　这次参与研究的刘姑娘是一位复杂性难治性癫痫患者，七八岁就有这个病了。因为这个病，读书、工作都很麻烦，她也不敢出门。

　　浙医二院神经外科的专家在刘姑娘颅内埋下一块电极，电极4厘米×8厘米大小，覆盖在大脑表面的运动感觉区，持续监测脑电活动，以明确癫痫灶部位，为接下来的手术切除作准备。在不影响刘姑娘病情的情况下，研究者将监测到的脑电波分出一路，连接到脑电信号分析仪。

　　脑电信号经解码处理后再输入到机械手，控制机械手手指活动。也就是说，刘姑娘脑子里怎么想，就能反应到机械手的手指上。同样，捕捉她想做出的手势的脑电波，机械手就能第一时间知道她会出什么手势。

　　“所以实验的第一阶段，机械手可以同时和刘姑娘做同样的动作，等到电脑处理脑电波足够精确，机械手就能预判刘姑娘接下来会做什么动作。比如，刘姑娘想，这回我要出剪刀，电脑监测到她打算出剪刀的脑电波，然后发出指令，让机械手出能赢剪刀的石头。知己知彼，机械手以比较大的概率赢了刘姑娘。”郑筱祥教授说。

　　试验中，机械手和刘姑娘出一样的手势，准确率在80%左右；玩石头、剪刀、布游戏，机械手的胜率也在80%左右。

　　“再说得细一些，大脑用意念控制人体，和我们在试验中用脑电波控制机械手，原理是一样的。”郑筱祥教授说。

　　大脑如何控制人体？人脑皮层是人类最高级神经功能活动的区块，当人脑产生做某一动作的想法时，这种想法以电传导的方式在特定神经元细胞之间传导，并在运动区神经元形成最终的动作信号，通过神经纤维传导至手、脚等产生动作的肌肉，完成动作。

　　因此，所谓的意念是指人脑产生做某种动作的神经电信号，并借助大脑神经网络的传输，指导肌肉完成相应的动作。

　　脑电波又是什么呢？相关的科学研究已经超过半个世纪，通俗地说，就是人类做各种生理活动时大脑同步发放的脑电信号。

　　脑电波会随着人体的活动和情绪而变化，人在兴奋、紧张、昏迷等不同状态之下，脑电波的频率会有明显的不同，所以翻译脑电波，就能知道大脑想要人体做什么。

　　“我们这次研究的脑机接口临床应用转化技术，简单说就是大脑与外部设备之间建立的神经信息交流与控制通道，从而可以实现大脑与外部设备的直接交互，把大脑原来要作用在人体上的电信号，传递到外部设备上，让外部设备做和人体一样的动作。”郑筱祥教授说。

　　研究的目的是让渐冻人解冻

　　让瘫痪病人做到他们想做的事情

　　“这项技术的原理，其实早已利用于临床。”张建民教授说。

　　比如“人工耳蜗”，通过对功能完整的听神经施加电脉冲刺激，使重度失聪的患者产生一定的声音知觉。这种相对简单的脑机接口模式可以将外部声音刺激与人脑中与听觉相关的神经电活动直接关联，重建人体听觉功能。

　　上世纪90年代中期以来，国际顶尖科学团队都在致力于脑机接口的研究。浙医二院神经外科与浙大求是高等研究院紧跟国际前沿发展步伐，完成了大鼠意念压杆、猴子意念取食等前期动物实验。

　　2012年，浙医二院和浙大求是研究院用一只猴子做实验，实验中，猴子可以用意念控制机械手做“抓、握、钩、捏”的手势。

　　张建民教授说，希望通过脑机接口这一新技术，实现人脑对外部机械(如机械臂、机械手)的有效控制。“这一研究可在一定程度上帮助那些自身活动能力受限的人，比如渐冻人、瘫痪的人，中风后神经损伤的人等，让机械手代替他们原来的手。”

　　当然，目前这项研究还只处于初级阶段。如果这项技术研究成熟并能应用于临床，患有肌肉萎缩性侧索硬化症的“渐冻人”物理学家、宇宙学家史蒂芬·威廉·霍金就能用脑子控制外部设备，帮他写字、说话、走路，写下更多著作。

　　目前，霍金利用眼球的上、下、左、右移动发出指令，通过电脑语言合成器，发出“电脑声”。十几年前的霍金每分钟能讲出15个英语单词，如今脸部肌肉恶性萎缩，每分钟只能讲出一个英语单词。等到眼部肌肉全部萎缩，他全身没有可以活动的地方，真正冻住了，就只能依靠脑电波来发出指令。

　　另外，“脑机接口临床应用转化”技术还能用来治疗癫痫。

　　目前癫痫患者的诊治中比较困难的环节是准确定位癫痫灶。目前很多癫痫灶在大脑中的定位依靠传统的脑电图(EEG)及临床症状学、影像学，还没办法做到精准判断。通过将电极片埋在大脑皮层表面，就能帮助医生准确判定癫痫灶的发作部位，手术切除病灶，就能治愈。

原标题: 刘姑娘与机械手玩“石头、剪刀、布”10盘输了9盘