浙大研究"動物導航系統" 白鼠按人思維走
央視國際 www.cctv.com 2006年12月07日 12:31 來源：人民日報
一個用透明塑料板搭建的「田」字格通道，懸空架設，離地將近一米。一隻頭頂晶片的大白鼠在田字中間的橫道上摸摸索索地往前走，走到「十」字中間，面臨多種選擇的大白鼠卻「不假思索」，來了個９０度右轉。
生性膽小又恐高的大白鼠怎麼一下子變得勇敢果斷了呢？原來，浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院的張韶岷同學正通過電腦在遙控它。張韶岷按動手中用常規滑鼠改制成的遙控器，大白鼠便按照「指令」左轉右彎、爬樓梯、繞「８」字，甚至「勇敢地」奮身一躍，跳上３０多釐米高的平臺。
讓大白鼠按電腦指令完成這麼多「規定動作」的，是一支由浙江大學４個學科的１０位研究生組成的創新團隊。
在浙江大學去年開設的「西湖學術論壇」上，「腦機交互」被定為首次會議的主題。通俗地說，「腦機交互」就是通過實現計算機和人腦之間直接接收和發送信號來改變現有人機互動的方式。浙大生物醫學工程專家鄭筱祥教授在論壇上介紹了國際上腦機接口方面的最新進展。會後，她決定以國際前沿的動物實驗來磨合學生創新團隊。今年８月中旬，在鄭筱祥的組織下，由浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院、計算機科學與技術學院、醫學院和材料與化學工程學院的１０名學生組成的創新團隊正式成立，專題研究「動物導航系統」。
國際上對動物導航的研究並不鮮見，但研究沒有完全實現大白鼠按照人類的要求行動，對動物導航，還有很多問題需要解決。學生團隊成員決定利用各自的學科特長，分工合作，發現問題，各個擊破。
根據專業特長，創新團隊分成醫學、生物相關實驗及系統組裝等４個組別開展工作。經過反覆設計和修正，他們設計並自製成功「無線壓杆箱」，把對大白鼠的獎賞也通過電刺激來實現，從而提高了評價的精確度和手術電極定位的準確性。同時，他們還為白鼠設計了穿戴方便、舒適合體的馬甲，將無線刺激器固定在白鼠背上，既保證了電極的穩定性，還實現了遙控，擴大了白鼠的活動空間和行動自由。
他們設計以三對電極分別埋置在大白鼠的前腦內側束和左右鬍鬚區。電極的刺激增加了大白鼠的喜悅感，引起周圍細胞的興奮，給大白鼠一種虛擬的感覺。他們認為，這種基於電刺激的獎勵比傳統的食物獎賞更加敏感、更加有效，大白鼠在很短的時間內就可以學會並完成一些簡單的任務。
確定實驗用房卻費了些周折。最後，他們找到了大樓角落裡的這間不到１０平方米的泵房，各種粗粗細細的管路橫陳其間，正好架實驗臺，還可以考驗大白鼠是不是真的「聽話」。很快，大白鼠買來了，並經過了行為學的初步篩選。隨著電極製備成功，第一隻大白鼠完成電極埋置手術，並順利完成了「規定動作」的「表演」。隨後，第二隻、第三隻。現在，第九隻大白鼠也完成了相同的實驗訓練。
實驗成功的那一刻，創新團隊的成員們別提多高興了。他們說，想像一下，做對了動作的大白鼠感受到的愉悅，應該和我們是一樣的。
張韶岷介紹說，接下來，他們將準備改進大白鼠的背包，增加小型的攝像頭或者有毒氣體的傳感器，便於動物完成一些特定工作。還打算將刺激器集成化和小型化，用新型的生物材料將電極和生物傳感器植入到動物的體內。如果實驗成功，在動物模型的研究基礎上，就有希望擴展到人體康復工程的應用中。
責編：肖金平