无需开颅植入电极 超声波技术实现无创“读脑”

发布时间:2024-04-29 16:40:21 来源: sp20240429

原标题:超声波技术实现无创“读脑”

据最新一期《自然·神经科学》杂志报道,一项新研究证实,美国加州理工学院研究人员开发的功能性超声(FUS)技术可以成为一种“在线”脑机接口(BMI)的基础,这种BMI可以读取大脑活动,通过用机器学习编程的解码器破译其含义,从而控制一台延时极短、可准确预测运动的计算机。

2021年,加州理工学院研究人员开发了一种使用功能性超声读取大脑活动的方法,这是一种侵入性小得多的技术。

超声波成像的工作原理是发射高频声音脉冲,然后测量这些声音振动在物质(如人体的各种组织)中的回声。声波在这些组织类型中以不同的速度传播,并在它们之间的边界反射。

神经元活动的变化会引起它们对氧气等代谢资源的利用发生变化。这些资源通过血液重新补充,这是功能性超声波的关键。在这项研究中,研究人员使用超声波来测量流向特定大脑区域的血流的变化。他们可以记录大脑血液流动的微小变化,空间区域只有100微米宽,大约为一根头发那么宽。他们能够同时测量广泛分布在整个大脑中的微小神经细胞群的活动,其中一些小到只有60个神经元。

研究人员使用功能性超声来测量非人灵长类动物顶叶后皮质(PPC)的大脑活动,该区域负责规划并帮助执行运动。实验动物被教会了两项任务:移动手来引导屏幕上的光标,移动眼睛看屏幕的特定部分。它们只需要考虑执行任务,而不是实际移动眼睛或手,因为BMI可以读取它们的大脑活动。

超声波数据被实时发送到解码器,然后生成控制信号,将光标移动到希望的地方。BMI能够成功地对8个径向目标执行此操作,而平均误差很小。

(记者张佳欣)

【总编辑圈点】

带有浓浓科幻色彩的脑机接口技术,正在走进现实。“硅谷钢铁侠”埃隆·马斯克对脑机接口技术的投入,进一步让它变得炙手可热,倍受社会关注。不过从目前来看,这项技术仍处于起步阶段,存在诸多不足。比如侵入式脑机接口往往对使用者身体带来损伤,甚至容易在创口引起炎症反应;非侵入式的脑机接口需要佩戴笨重的头盔,体验感有待改进。与脑机接口相关的脑科学、电子信息技术、材料学等领域的科研进展,将不断助推这项技术迭代升级。

(责编:郝孟佳、李依环)
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《列子》:“人鲜不读,读鲜不嗜”(子曰诗云)

发布时间:2024-04-29 16:40:22 来源: sp20240429

杞国有个人,成天担心天会崩塌坠落,于是吃不下饭,睡不着觉。

对,这就是成语“杞人忧天”,出自《列子》一书,今天常用来讽刺缺乏根据却产生不必要忧虑的行为和人。

其实,这个故事还没讲完。

接下来,另外一个人去开解他:“天呢,是气的积存,没有什么地方是没有气的。你成天生活在气当中,干嘛要担心气的崩塌呢?”

忧天之人说:“天真的是气的积存吗?如果是这样的话,为什么日月星辰不掉下来呢?”

开解之人说:“日月星辰只不过是气当中能发光、能照亮的那部分气,即使它们掉下来,也不会伤到人的。”

“好吧,但愿天是这样的。那么地呢?地要是塌陷了,可怎么办?”

“地是一块块物质积存而成的,充实得很,没有一丝空隙。你成天在这些块块上行走坐卧,怎么会觉得它要塌陷呢?”

工作做通了,两人都很开心。

故事继续。

有位叫长庐子的人评价说:“既然知道天是气的积存,地是形体的积存,又怎么可以说世间事物万古不坏呢?”意思是,开解之人没说到点儿上,天和地是会“坏掉”的,杞人忧天,忧得有道理。

列子最后总结:“说天地会毁灭,荒谬;说天地不会毁灭,也荒谬。天地毁坏不毁坏,这是我不了解,也不可能了解的。如同人活着不知死后事,人死了不知活人的事,天地坏不坏这样的问题,还是别往心里去了吧。”意思是,取消问题,就不会忧这忧那了。

从完整的故事里可见,杞人忧天背后是古人对自然、对人生终极问题的思考。从今天的视角看,长庐子说得对,太阳系、银河系,地球、月球,世间万物都会毁灭的。而列子的态度则是对闹不清楚的问题不要去思考。这就好像庄子说的:“吾生也有涯,而知也无涯。以有涯随无涯,殆已!”求知求到无边无际,就危险了。

杞人忧天这个故事,充分反映出列子“贵虚”的思想,用虚无的态度去关照世间万物。这种学说跟庄子很相近——在《庄子》一书中列子出现了22次,但《荀子·非十二子》《史记》等书都无一字提及列子,因此不少人怀疑历史上到底有没有列子这个人。这也导致《列子》这本书的情况比较复杂。

学界共识,列子其人是真实存在的,本名列御寇,生平不详。《汉书·艺文志》著录的《列子》8篇,是经过刘向、刘歆父子整理过的,早早就散佚了。今天流行的《列子》一书,虽然也是8篇,包括《天瑞》《黄帝》《周穆王》《仲尼》《汤问》《力命》《杨朱》和《说符》,但已非原书,是后人编纂的,或者按照传统的说法,是伪造的。

东晋时期给《列子》作注的学者张湛说,他所注释的《列子》,是他爷爷在东晋初年从岳父王宏以及王宏的弟弟王弼等人的家里发现的,经过他的一番整合、校勘,“始得齐备”。而王宏、王弼家的书,又是“建安七子”之一王粲的旧藏。

这种说法,很多学者不信,而是怀疑这书就是张湛伪造的,或者这书是伪书,张湛只不过是上当受骗的“受害者”罢了。今天的读者不用去管这些官司,而是要明白,即便是伪书也有它的价值,起码作伪者拿来作伪的材料,不可能全是编造的,还是得有所根据,还是保存了当时一些史料的。正如一位收藏家说过的:赝品中也会有些许的真实。

现代学者马叙伦分析,《列子》一书出现得晚而散失得早。魏晋以来,有好事之徒从《管子》《晏子》《论语》《山海经》《墨子》《庄子》《尸佼》《韩非》《吕氏春秋》《韩诗外传》等古书中抽取素材,加以剪裁,用今天的话就是“洗稿”,再糅合魏晋时期的一些学说而成书。这是比较符合客观实际的论断。

《列子》据以成书的原始材料,除了马叙伦所列举的之外,还有一些当时能看到而后来亡佚的古籍,比如《汤问》《说符》的某些章节,既不见于今日所传先秦两汉之书,也不是魏晋人思想的反映,只能认为伪作《列子》的人引用了其他古书的内容。

这么一本“大拼盘”《列子》,哲学思维水准远远低于《老子》《庄子》,但是胜在故事性、趣味性、猎奇性上。全书近百则寓言故事,很多成为成语,今天还在用,比如愚公移山、小儿辩日、余音绕梁、高山流水、杞人忧天、歧路亡羊、疑邻盗斧、纪昌学射……故事大多精炼有深意。作家王蒙将《列子》称为“道家言辞精辟的段子手、具有民间风趣的故事大匠、中华奇思锦绣的编织人”。

比如愚公移山,故事性很强,人物性格、情节发展,一应俱全。首先从二山拦路说起,以“方七百里,高万仞”凸显移山之难;而人物的活动、故事情节的发展则是以二山为背景展开的。

移山的过程写得曲折有致:先写妻子献疑,反衬愚公的决心,使文章顿起波澜;再写河曲智叟的嘲笑,寥寥数语,使故事一波三折;最妙的是,中间插进邻居男童“跳往助之”的细节,给文章增添了几分童趣。正如清代学者方东树评价的,“叙事能叙得磊落跌宕中又插入闲情,分外远致”。

今天读《列子》,主要读它叙事的文势起伏,波涌浪翻,洋洋洒洒。自然界的草木山川,人世间的传闻逸事,一经作者描摹点染,即成佳趣。难怪清代学者刘熙载说《列子》“人鲜不读,读鲜不嗜”——人很少不读《列子》的,读了很少不喜欢上这本书的。

(责编:李依环、李昉)