生物电子取代人体感官

每一位科幻片影迷，都知道“Cyborgs”，一种由人和机械混合而成、多多少少令人有好感的半机械生物。然而，科幻系列片“星际迷航”里的这些奇异幻想，却和今日科学家们的科研目标相差甚远。他们现在加紧开发的目的，是帮助一定的患者重新获得由于事故或者疾病而失去的技能。他们开发出的产品，有为盲人或者失去听力的人特制的神经假体，有为心脏病患者减除痛苦的智能心脏起搏器等等。这些新式移植物的清单，还很长，它们为至今看似无可救药的病例，带来了新的医治希望。

所谓神经生物电子学的目标，是利用微电子系统取代人体的神经功能。德国波恩大学的神经生理学家林克介绍说：“比如说，人们就计划在控制假肢、治疗慢性疼痛病和一定的神经疾病方面，使用这些系统。”波恩大学的一支科研小组，在神经信息学家艾克米勒的带领下，和其他科研小组一起合作，共同开发出一种具备学习能力的特殊眼镜，可以直接把光学信号，传送到大脑里，使得一定的盲人可以重新获得视力。

这种方法是为视网膜衰退症的患者带来福音的。准确地说，是患有所谓色素性视网膜炎的患者。这种炎症的生理特征是，视网膜上负责把光转化为电脉冲的细胞受到了损害，但是负责把电脉冲输送到大脑的神经通道，却还是完好无恙的。波恩大学的科学家们正在开发的这种特殊眼镜里，装有视看处理器，它所发出的信号，可以通过植入在视网膜上的微型接触膜片传送给健康的神经细胞。艾克米勒介绍说：“最迟在10年之内，市场上就会有视力假体。”

就是在德国中南部的大学古城图宾根多年来也在进行着类似的工作。那里以大学附属眼科医院的茨雷讷教授为首的一个科研小组，就试图通过植入在视网膜下的图像二极管微芯片替代功能发生障碍的视网膜细胞。

和人造视力相比，科学家们在人造听力方面的进展要大得多：装在内耳里、可以把声音信号转化成电脉冲并传送给听觉神经的耳蜗移植片，已经早就实际应用了。但是耳鼻喉专家们并不满足于此，他们现在希望更进一步：为听觉神经已经完全失灵的患者，开发一种电子假体，可以直接植入到患者的脑干上。

但是，对那些可以说是被自己的身体禁锢的患者，比如说截瘫，或者是其它严重疾病，如杨格氏综合症，也就是肌萎缩性脊髓侧索硬化，简称ALS的患者来说，新兴的生物电子行业可以提供什么样的帮助呢？在此，思维的力量可以提供一臂之力。比如说，以图宾根的医学生理学家比尔鲍默为首的科研小组，多年来就在帮助严重瘫痪的病人，通过控制脑电流，进行交流。他们花较长的一段时间，训练患者有意识地指挥脑电流里的低频部分，在大脑中直接生成两个可以被计算机区分的信号。贴在患者头上的电极，可以读出这些信号。

就是柏林的学者，也试图利用脑电流操纵计算机，或者是控制假体，或者是帮助截瘫病人，弥补出现在他们的大脑和肌肉之间了的连接障碍。为此，科学家们开发出所谓的柏林大脑－计算机界面，简称BBCI。这是柏林的大学附属医院－夏里特医院弗兰克林分院的神经学家，和福劳恩霍夫计算机结构和软件技术研究所的科学家们共同进行的一个项目。他们的思路和图宾根的生物反馈法不同。这里，需要学习的，不是人，而是计算机。

以神经学家库里欧和信息学家米勒教授为首的专家们，在此利用了一个生理时间差。在人开始动作之前的几分之一秒，人大脑中的相应信号就已经生成了。利用一个特别开发的数据分析软件，经过短暂的训练，计算机就已经可以从大量的脑电图数据中过滤出那些动作起始信号，比如说，指挥右手食指按鼠标的信号。米勒教授介绍说：“这个过程，就像在一个鸡尾酒会上一样。在那种场合你也必须从各种说话的声音、餐具的碰撞声、音乐或者开门、关门的响声中，过滤出和你说话的人的声音来。”

神经学家库里欧满意地告知：“今天，受试者只需要练习20分钟就已经会控制计算机屏幕上的光标了。将来，利用这种功能可能可以为瘫痪病人，研制出一种‘精神打字机’。”这套繁复的硬件至今用起来还很不方便：128个电极，必须贴在患者的头上，这样才能生成合适的脑电图。库里欧预言说：“5年之内，无接点的脑电图技术将会成熟。届时，人们就可以像戴棒球帽一样，戴个特制帽子就行了。”到那时，这种适合于日常使用的系统，说不定也可以靠它的“敏捷思路”，为健康人提供帮助，比如说，综合到汽车的防碰撞系统里。