大脑芯片课件

大脑芯片大脑芯片：大脑芯片，是指在生物大脑皮层中植入电子芯片，通过芯片接收信号，将大脑信号转换为能够被计算机所了解和破译的编码，以达到影响或控制其行为的目的。世界上已经有多例将芯片成功导入大脑并实现信息交互的案例。美科学家研究将芯片植入大脑治愈老年痴呆。在实验中，电极通过受损大脑的组织传递电流脉冲，神经工程学专家特德伯杰认为，这种芯片与大脑细胞交流的能力只是他迈出的第一步，他的最终目标是研制出可植入大脑的机器，这种机器“通晓”大脑的“语言”，能够帮助那些脑损伤的患者恢复记忆甚至是制造出新的记忆。如果伯杰的研究成功，那么治疗老年痴呆症会像给电脑硬件升级那么简单。病人不再需要服药，只需动一个外科手术，将一些人工制作的“大脑细胞”(即计算机芯片)植入大脑，问题就解决了。美国布朗大学的神经学家约翰多诺霍（John

Donoghue）曾领导过用思维控制光标的实验，他和他的同事测试了两个患有闭锁综合症病人的思维。每个病人在其运动皮质区都被注入了婴儿服用的阿司匹林药片大小的一排电极。这个电极系被称为“大脑之门”。芯片放置在大脑皮层的第一运动区，这是控制自主运动的主要区域。一股13厘米长的电线把芯片与一个钛制基座相连，基座固定在患者头骨上。芯片记录的信号通过基座传输给外部的设备，经过放大和解码，最终变成指令。一个确切的活动指令能告诉机械手臂向左或向右移动，另一个则控制向上或向下。校正装置、适应病人的大脑大概需要半个小时，病人并没有事先经受练习使用机械手臂的训练。未来的大脑芯片现阶段的大脑芯片功能还不完善，在“大脑之门”技术方面，思想和机器的联系是单向的，使用者可以告诉电脑怎么做，但是电脑不能向使用者发出信息，且需要外接提供能量。未来的大脑芯片应该是模仿大脑细胞制作的，连接大脑神经元，直接通过大脑提供能源。并且是一种双向芯片，像真正的大脑细胞那样既能生产信号也能接收信号。模拟大脑功能以及模仿大脑内部语言——例如情感和记忆的交流的难点在于大脑细胞是通过一系列电流密码交流。芯片系统运行的能量来源芯片系统的电源总要有,而且必须方便。比如用人体的体温转化成电能，或者使用太阳能转化为电能,然后体外接入。正常情况下,

葡萄糖代谢是大脑能量的主要来源,

但定量描述大脑内糖类物质与神经传递动力学参数的研究方法是该领域内的一个瓶颈问题。此类方法是神经科学研究中的一种强有力的工具,

可定量地获得大脑能量代谢和神经传递动力学信息,

研究困扰人类已久的神经性疾病和精神性疾病的分子生化机制,

从而促进对大脑奥秘的揭示,

同时为脑疾病的准确预警、早检、诊断和有效的药物研发、预防及治疗提供有效的策略。芯片系统植入大脑后的

安全问题芯片在传入后不能产生排斥.不然危及生命.

首先，科学家、医生和工程师需要想出更安全、更可靠的办法来将电极植入人的大脑。目前来看，唯一的选择便是在颅骨上出小孔，将铅笔芯一样细长的电极插进去，让它们进入大脑深处的目的地。这有可能造成感染，因为电线是通过皮肤伸进去的；也有可能造成脑内出血，带来破坏性的、甚至是致命的后果。芯片在传入后不能产生排斥.不然危及生命.

首先，科学家、医生和工程师需要想出更安全、更可靠的办法来将电极植入人的大脑。目前来看，唯一的选择便是在颅骨上出小孔，将铅笔芯一样细长的电极插进去，让它们进入大脑深处的目的地。这有可能造成感染，因为电线是通过皮肤伸进去的；也有可能造成脑内出血，带来破坏性的、甚至是致命的后果。一部分是生物学问题：植入设备必须无毒并具有生物相容性，不至于引起免疫反应。它还必须足够小，能完全封闭在颅骨以内；能效要足够高，以便能在夜间通过放置在头皮上的感应线圈充电，就像现在一些电动牙刷用的充电站一样。

事实上我们目前并不知道人脑是怎样完成一些最基本任务的，比如把接网球的模糊愿意转化成严格编排的指令洪流，进而一气呵成地执行这个动作。没有哪个严肃的神