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提到脑机接口,不得不提到生物学中的中枢神经与周围神经。下图中左边即为中枢神经,右边即为周围神经。
可以用下面这个图概括神经系统:
也就是说,人的所有行为:行走,跳跃,说话,发生,躲避危险等等行为,都是由人的神经系统来控制的。
以躲避危险为例:
当人的眼睛发现危险来临的时候,
大脑作为中枢神经系统会产生思维意识,判断危险产生。
大脑把这个微信信号(其实本质上是神经元电信号),传递给脊髓。
人的脊髓也是中枢神经系统。
人的脊髓跟四肢以及全身身体通过周围神经系统来进行连接。
脊髓接收到危险的电信号之后,会把电信号传递给人的腿,告知人类,腿部肌肉需要抬起来,跑。
这样就完成了中枢神经系统与周围神经系统的配合。
很明显,中枢与周围,这两个词组,中枢明显比周围更加重要。
也就是说,中枢神经系统是不可以损坏的,周围神经系统是可以损坏的。
中枢神经系统坏了,那是致命的错误,比如,如果人的大脑发生中风,或者,人经历车祸,颈椎,或者尾椎收到撞击,都会造成永久瘫痪。
而如果截肢砍断一只手或者一只脚,这个人还是可以存活下来并且可以活动的。手或者脚的神经就属于周围神经。
为什么一个人中风了,或者颈椎,或者尾椎受伤了,会瘫痪动不了?
本质上,就是中枢神经系统坏了,大脑产生不了控制信号了(大脑坏了),或者即使产生控制信号,但是传递不到周围神经系统了(脊髓坏了)。
而人的四肢运动,包括讲话张嘴,都是有周围神经控制肌肉的动作的。
脑机接口系统,研究方向包括两方面:
第一方面,就是采集大脑的脑电信号,尝试解析大脑的脑电里面包含的控制信号,包括思维,情感等控制信号。
第二方面,就是神经调控。也就是说,对大脑的中枢神经或者周围神经进行相关的电刺激,以此达到调控的目的。
怎么理解呢?就好比有个人瘫痪了,脊椎坏了,然后尝试慢慢刺激他的脊椎,和他的四肢,通过机械臂的方式帮助他四肢运动起来,来缓解,或者来恢复中枢神经与周围神经之间的通路。
再比如,有些抑郁症等心理疾病患者,他的大脑内部神经元处于一个不正常的状态,这时候可以对他大脑的神经元进行电刺激,从而重塑大脑的神经元回路,改善抑郁症状况。