4月23日,北京传来好消息,中国科学院自动化研究所给中新网发来了一篇重磅报道。这次他们联合了中国科学院自动化所、解放军第九医学中心还有吉林大学第一医院,把研究成果发表在国际学术期刊《自然-通讯》上。曹盛浩,就是那个自动化所的博士研究生,他负责解释这一研究的意义。 人类和猕猴的手臂怎么这么灵活?这一直是神经科学里的大问题。之前大家知道海马体有个“位置细胞”,给身体导航用的。但这次研究发现,大脑里还有一套类似全球定位系统(GPS)的机制,负责控制手臂的运动。这个GPS机制就在运动皮层里面。 为了搞清楚这个机制,研究团队给4只猕猴的大脑背侧前运动皮层(PMd)植入了微电极阵列,记录它们抓东西时的神经活动。同时还架设了摄像头,拍下了猕猴手部的运动轨迹。结果显示,大约22%的PMd神经元会在手进入特定空间位置时变得活跃起来。这些神经元就能实时告诉大脑手在哪儿了。 曹盛浩说,他们只用了50个最活跃的位置神经元(大约占总记录神经元的10%),就能把手部运动轨迹解码出来,准确率达到80%。这说明大脑是把手部的空间信息给编码进这些PMd神经元里面了。 更有意思的是,这些位置信息还跟手怎么动、往哪儿去还有抓什么目标这些信息混在一起编码在同一个神经群体里。这样大脑就能同时考虑空间和运动两方面的信息,规划出更高效的动作方案。 这个研究也给未来脑机接口和机器人设计带来了启发。如果能解码出这些位置神经元的活动信号,未来的神经假肢控制可能会更精准高效。另外还能根据大脑的导航原理来设计更灵巧的机械臂控制算法。