英国揭开首个有生物脑机器人的神秘面纱

2008-08-18 09:22:16来源: EDN 关键字:试验  电极  阵列  神经元

  据国外媒体报道,英国科学家日前揭开全球首个有生物脑的机器人的神秘面纱,这个机器人名为“米特·戈登”(Meet Gordon),也许是世界上第一个专由活大脑组织控制的机器人。

  “戈登”的原始大脑灰质由30万个经培育的老鼠神经细胞缝合而成,由英国雷丁大学科学家设计,他们于8月13日揭开这个由神经细胞驱动的机器的神秘面纱。该小组成员在接受法新社采访时表示,他们开创性试验将探索自然灵性和人工智能之间正在消失的界限,同时揭示记忆和认知最基本的构造单元。

  雷丁大学教授、“戈登”机器人主要设计者之一的凯文·瓦维克(Kevin Warwick)说:“我们的目的是搞清楚记忆如何存储于生物大脑之中。”据他介绍,观察神经细胞在发出电脉冲时如何粘合成一个网络,还有助于科学家找到攻击大脑的神经变性疾病的治疗方法,比如阿尔茨海默氏病和帕金森氏综合症。

  瓦维克说:“如果我们可以对人类大脑模型中发生情况的基本原理有所了解,这可能会在医学上具有巨大的益处。”“戈登”外表看上去有点像好莱坞卖座动画大片《机器人总动员》中的主人公,其大脑由5万至10万个活跃的神经细胞构成。研究人员从老鼠胚胎中取 
出专用神经细胞并用酶清洗分离后,将其放到富含营养物的培养基中,培养基被置于长宽均为8厘米、由60个电极组成的列阵上。

  这种“多电极列阵”(MEA)起到连接活组织和机器之间的作用,大脑发出电脉冲,驱动机器人的车轮运转,接收对这一环境做出反应的感应器发出的脉冲。因为大脑是活组织,它必须放在一个特制的温控装置内——它经由蓝牙无线电连接同其“身体”沟通。

  这种机器人不需要人或者电脑进行额外控制。从一开始,神经元便紧张地忙碌着。瓦维克说:“大约24小时内,它们彼此伸出触毛,建立链接。一周之内,我们便可以看到一些自发放电以及类似大脑的活动,与普通老鼠或人类的大脑活动类似”。虽然没有额外的刺激,但这个大脑几个月内不会出现萎缩或者死亡。瓦维克解释说:“现在,我们正寻找最理想的方式教会它以确定的方式活动。”

  从一定程度上说,戈登是自学成才的机器人。举个例子来说,撞墙的时候,它能够在传感器帮助下获得电刺激。随着遭遇类似情况,它逐渐养成学习的习惯。为了帮助戈登完成这一过程,研究人员利用不同的化学物质增强或抑制在特殊活动中活跃的神经通路。

  戈登实际上拥有多重性格,因为科学家可以为它植入几个多电极阵列大脑。瓦维克说:“非常有趣的是,大脑之间也存在差异。这一个比较活跃,另一个则并不会做我们希望的事情。”

  出于伦理和道德上的考虑,雷丁大学的研究人员或者世界其它实验室不可能短期内在同样的实验中使用人类神经元。幸运的是,老鼠大脑并不是一个难当大任的“替身”。啮齿类动物和人类虽然在智力方面存在很大差异,但据沃里克推测,这种差异是由数量导致的,而不是质量。老鼠大脑由大约100万个神经元组成,这种特殊细胞通过被称之为“神经传送体”的化学物质在大脑各部分之间传递信息。相比之下,人类大脑则拥有1000亿个神经元。

关键字:试验  电极  阵列  神经元

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2008/0818/article_294.html
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