生物電子取代人體感官

每一位科幻片影迷，都知道「Cyborgs」，一種由人和機械混合而成、多多少少令人有好感的半機械生物。然而，科幻系列片「星際迷航」裡的這些奇異幻想，卻和今日科學家們的科研目標相差甚遠。他們現在加緊開發的目的，是幫助一定的患者重新獲得由於事故或者疾病而失去的技能。他們開發出的產品，有為盲人或者失去聽力的人特製的神經假體，有為心臟病患者減除痛苦的智慧型心臟起搏器等等。這些新式移植物的清單，還很長，它們為至今看似無可救藥的病例，帶來了新的醫治希望。

所謂神經生物電子學的目標，是利用微電子系統取代人體的神經功能。德國波昂大學的神經生理學家林克介紹說：「比如說，人們就計劃在控制假肢、治療慢性疼痛病和一定的神經疾病方面，使用這些系統。」波昂大學的一支科研小組，在神經訊息學家艾克米勒的帶領下，和其他科研小組一起合作，共同開發出一種具備學習能力的特殊眼鏡，可以直接把光學訊號，傳送到大腦裡，使得一定的盲人可以重新獲得視力。

這種方法是為視網膜衰退症的患者帶來福音的。準確地說，是患有所謂色素性視網膜炎的患者。這種炎症的生理特徵是，視網膜上負責把光轉化為電脈沖的細胞受到了損害，但是負責把電脈沖輸送到大腦的神經通道，卻還是完好無恙的。波昂大學的科學家們正在開發的這種特殊眼鏡裡，裝有視看處理器，它所發出的訊號，可以通過植入在視網膜上的微型接觸膜片傳送給健康的神經細胞。艾克米勒介紹說：「最遲在10年之內，市場上就會有視力假體。」

就是在德國中南部的大學古城圖賓根多年來也在進行著類似的工作。那裡以大學附屬眼科醫院的茨雷訥教授為首的一個科研小組，就試圖通過植入在視網膜下的圖像二極管微晶片替代功能發生障礙的視網膜細胞。

和人造視力相比，科學家們在人造聽力方面的進展要大得多：裝在內耳裡、可以把聲音訊號轉化成電脈沖並傳送給聽覺神經的耳蝸移植片，已經早就實際應用了。但是耳鼻喉專家們並不滿足於此，他們現在希望更進一步：為聽覺神經已經完全失靈的患者，開發一種電子假體，可以直接植入到患者的腦幹上。

但是，對那些可以說是被自己的身體禁錮的患者，比如說截癱，或者是其它嚴重疾病，如楊格氏綜合症，也就是肌萎縮性脊髓側索硬化，簡稱ALS的患者來說，新興的生物電子行業可以提供什麼樣的幫助呢？在此，思維的力量可以提供一臂之力。比如說，以圖賓根的醫學生理學家比爾鮑默為首的科研小組，多年來就在幫助嚴重癱瘓的病人，通過控制腦電流，進行交流。他們花較長的一段時間，訓練患者有意識地指揮腦電流裡的低頻部分，在大腦中直接生成兩個可以被計算機區分的訊號。貼在患者頭上的電極，可以讀出這些訊號。

就是柏林的學者，也試圖利用腦電流操縱計算機，或者是控制假體，或者是幫助截癱病人，彌補出現在他們的大腦和肌肉之間了的連接障礙。為此，科學家們開發出所謂的柏林大腦－計算機界面，簡稱BBCI。這是柏林的大學附屬醫院－夏裡特醫院弗蘭克林分院的神經學家，和福勞恩霍夫計算機結構和軟體技術研究所的科學家們共同進行的一個項目。他們的思路和圖賓根的生物反饋法不同。這裡，需要學習的，不是人，而是計算機。

以神經學家庫裡歐和訊息學家米勒教授為首的專家們，在此利用了一個生理時間差。在人開始動作之前的幾分之一秒，人大腦中的相應訊號就已經生成了。利用一個特別開發的數據分析軟體，經過短暫的訓練，計算機就已經可以從大量的腦電圖數據中過濾出那些動作起始訊號，比如說，指揮右手食指按滑鼠的訊號。米勒教授介紹說：「這個過程，就像在一個雞尾酒會上一樣。在那種場合你也必須從各種說話的聲音、餐具的碰撞聲、音樂或者開門、關門的響聲中，過濾出和你說話的人的聲音來。」

神經學家庫裡歐滿意地告知：「今天，受試者只需要練習20分鐘就已經會控制計算機屏幕上的游標了。將來，利用這種功能可能可以為癱瘓病人，研製出一種『精神打字機』。」這套繁復的硬體至今用起來还很不方便：128個電極，必須貼在患者的頭上，這樣才能生成合適的腦電圖。庫裡歐預言說：「5年之內，無接點的腦電圖技術將會成熟。屆時，人們就可以像戴棒球帽一樣，戴個特製帽子就行了。」到那時，這種適合於日常使用的系統，說不定也可以靠它的「敏捷思路」，為健康人提供幫助，比如說，綜合到汽車的防碰撞系統裡。