那些老式的双倍薄荷口香糖广告说得没错：双倍胜过单倍。这就是一项新研究背后的理念，该研究今天发表，展示了一个将猴子大脑直接连接到计算机的系统。在计算机屏幕上，猴子看到了两个虚拟手臂。通过几个吸管的果汁作为奖励，猴子只需通过思考就能移动这些手臂到目标。经过训练，它们可以在保持真实手臂不动的情况下产生动作。这就像玩一个第一人称电脑游戏，但不同的是，猴子不是用键盘输入指令，而是用意念控制它们的虚拟手臂。
以前的实验系统曾让人类和猴子控制一个手臂，无论是在电脑屏幕上还是在实体机器人手臂上。这是研究人员第一次能够加入第二个手臂。
未来，像这样的实验系统可以为失去手臂或腿部功能的人提供有用、逼真的假肢。然而，尽管付出了多年的努力，意念控制假肢的科学仍处于早期阶段。“我们寄予厚望，但我们需要耐心，”美国国家神经疾病和中风研究所系统和认知神经科学项目主任Daofen Chen说。Chen没有参与开发新的双臂系统。“大脑研究，这确实是一场漫长的征途。”
由北卡罗来纳州杜克大学开发的新系统，提供了协调的、双臂运动的开端。在实验中，两只恒河猴学会将它们的虚拟手移动到屏幕上的两个白色方块或圆形，并保持位置从40毫秒到一秒钟，以获得果汁奖励。运动的控制来自植入猴子大脑的电极阵列。阵列连接到设备，设备加载了研究人员编写的软件，该软件放大了猴子的大脑信号，并将其转化为屏幕上的运动。
在这样的系统能够模仿人们日常执行的双手任务（例如，打开果酱罐）之前，还有很长的路要走。猴子根本不需要控制它们的虚拟手；它们只需要移动手臂。即使与打开罐子所需的双向扭转相比，保持手臂不动所需协调的程度也相当简单。
“他们的研究是一个重大的进步。它最终可能导致更复杂的任务，”Chen告诉《大众科学》。“但我认为需要指出的是，我不想——我是说，你不想让读者认为双手任务如此简单。”
杜克大学的研究人员在一份声明中表示，这个双臂系统解决了与仅移动一只手臂完全不同的新问题。（首席研究员Miguel Nicolelis在本文发布时无法接受采访。）在非人类灵长类动物中的研究表明，当大脑执行双手任务时，它并不会简单地加倍发送信号。相反，大脑会产生特定的双肢运动活动模式。杜克大学团队记录了它们每只猴子近500个神经元的输出，以更多地了解大脑如何产生双臂运动——并检查500个神经元是否足以驱动双臂运动。
他们今天在《科学转化医学》杂志上发表了他们的研究成果。
