第五百七十一章 爱玩游戏的猴子
次日，神经科学实验室。
一间小型会议室，一张椭圆长桌，分散坐着四个人。
新的核心团队成员正齐聚一堂，一个个摩拳擦掌，准备大干一场。
“老陈，我就想问一下，你们关于运动神经和脑机接口这块，研究得怎么样了？到哪一步了？”
一坐下来，王大力就迫不及待地问道。
他对这个项目非常感兴趣，感觉自己责任重大，因此想尽可能了解得更多一点，好马上上手。
陈以清打开ppt，沉声道：“这正是我今天要介绍的内容，请看大屏幕。”
“关于脑机接口方面的研究，全球已经有十几年，因此要赶上进度，做到现有地步，并不难。”
“目前我们做了一些动物实验，都获得了成功，甚至包括灵长类动物的大脑实验。”
随着他的话语声，投屏上出现了一张猴子的图片。
这只猴子跟山里常见的猴子并无不同，唯一的区别就是，它头上戴着一顶帽子。
帽子似乎使用了粘合剂，被牢牢的粘在它的头顶上。
“这是一只猕猴，就像许多人类一样，它也是个电子游戏迷。”
“我们花了几个月的时间，教会它打游戏。”
“一开始是一个接桃子的游戏。”
“把它放在一个显示屏前面，当游戏开始后，桃子会一个个从显示屏上方掉落。”
“这时候，它需要用右手抓住面前的一个操纵杆，移动屏幕下方的水果篮，迅速接住掉落的桃子。”
“显示器下面有一根管子，每当猴子接住一只桃子，就会有一颗松子从管子里掉出来，被猴子一把抓住，迅速塞进嘴里。”
“这只猴子非常喜欢吃松子，为了获得松子的奖励，过足零食瘾，它喜欢上了电子游戏。”
“不过，这个游戏玩久了后，它似乎有些厌倦，我们又尝试了其他多款游戏。”
“最后发现了三款最受它欢迎的游戏。”
“每次玩腻一个游戏后，换成三款中的另一种游戏，它又能玩得兴致勃勃。”
陈以清娓娓道来，介绍起这只实验动物，甚至还播放了一段猴子玩游戏的视频。
果然如他所说，视频里的猴子，戴着帽子，面对屏幕上简单的电脑游戏，玩得那叫一个手舞足蹈，兴高采烈。
他人本来儒雅，仪态又端庄，加之口齿清晰，话语有趣，讲起专业的科学实验来，也能让人有如沐春风之感。
放完视频，陈以清挥动着手中的激光笔，重新回到了ppt界面。
红色的激光点移到了猴子的旁边。
那里展示着猴子头上所戴帽子的结构。
原来帽子的下面连着四个塑料连接器，每一个连接器都连接着数个金属微传线阵列，能接受它们传来的神经信号。
“我们在一只猴子的大脑中，植入了数个微传线阵列，收集到许多运动相关的神经电信号，构建了猴子的手部运动程序，并进行了简单的机械化重现。”
“请看，这些金属微传线阵列被小心地放入猴子大脑中，放在这些充满液体，含有少量盐分的神经细胞外空间里，专注地收集着神经元发出的一个个电火花。”
“一个微传线阵列被放在前额叶及顶叶不同区域下几毫米的位置，这是与灵长类动物视觉-运动相关的区域。”
“灵长类动物能够利用这些区域，将视觉线索，比如掉落的水果，飞过的蚊虫，转化为移动机械操纵杆所需的手部运动。”
“除此之外，还有几个微传线阵列被植入了猴子大脑的初级运动皮层以及其他运动皮层区域。”
“在猴子的大脑中，每当微传线旁边的皮层神经元产生一个动作电位时，一小股电流便会流过细胞外空间，并被微传线的末梢侦查到。”
“来自所有微传线的电荷会汇聚起来，被传入顶端的一个相连的微芯片中。”
陈以清手中的激光笔，停在了帽子的中间。
“这就是神经元芯片，每个塑料连接器对应一个神经元芯片，一共有四个，它里面的电子器件能够放大，过滤神经元所产生的微小电信号。”
“每一个神经元芯片上都有一小束电线，它们从帽子里伸出来，与旁边的隔音柜里的电脑相连，电脑负责将猴子的想法转化为数字信号流。
“这些数字信号流会根据猴子大脑的意念，控制着隔壁房间里两个机械手臂的动作。”
说到这里，陈以清笑了笑：“当然，我只是介绍一下具体的工作原理，这只可爱的猕猴目前就在我们实验室里，你们感兴趣的话，可以开完会去见见它，然后观察一下它玩游戏时候的神经活动图像。”
王大力脱口而出道：“猴子也会玩游戏？”
“没错，猴子不但会玩游戏，甚至身手还十分敏捷，不比一些人差。”
陈以清点点头，似乎突然想到了什么好笑的事情，眼神不由自主地飘向了一旁的闻人龙。
闻人龙本来安静地听着，结果一看到陈以清的眼神，立即面色一黑，哼了一声，将头转向一边。
王大力瞬间好奇心爆棚，连忙催问：“陈博，陈老大，到底啥事，说来让我乐呵乐呵，是不是跟闻人龙有关？”
陈以清迟疑了片刻，旁边的张莉却扑哧一声，笑了出来。
“其实也没什么，就是几个月前，我们训练猴子玩游戏的时候，某人正好在围观，说自己也喜欢玩这个游戏，可以代劳训猴。”
“你也知道，训练猴子是个麻烦事，所以我们很乐意地将其中一种游戏的训练任务交给了他。”
“结果呢，训练了一个多月，猴子玩起这个游戏，就把师父给比下去了。”张莉捂着嘴，笑得前仰后合。
“哈哈哈~”王大力发出一阵爆笑，有些不可思议地看向闻人龙：“不会吧，到底是什么游戏，竟然猴子还比人玩得要好。”
“打地鼠。”陈以清简短地吐出一个词，解释道：“猴子的反应速度很快的，要比人类快出3-5倍，阿龙的惨败情有可原，毕竟这不是智力游戏。”
王大力瞬间沉默了，他突然想起来，自己以前玩过这游戏，好像成绩也不咋地。
毕竟人类的强项在智力上，若论手臂的反应速度，跟很多动物都不能比。
他用充满同情的眼光瞥了闻人龙一眼，心想：“还好我没傻到要跟猴子去比反应速度。”
张莉笑嘻嘻道：“猴子好像还挺喜欢这种敲打的简单游戏，而且他玩游戏还有奖励，每次敲中一只地鼠，就有松子吃，正反馈很强烈。你想想峨眉山上的猴子为了抢吃的，连人都打呢，别说打地鼠了。”
王大力听了这话，更加同情闻人龙了。
野生猴子为了食物都敢对着人类重拳出击，这实验室的猴子为了零食奖励，玩起游戏来自然是使出了浑身解数。
别说闻人龙这么个坐办公室的脆皮书生，就算换成电竞选手，胜负也很难说。
张莉想了想，又补充道：“我看过一则新闻，说是野生猴子为了吃坚果，会拿着石头使劲砸碎，然后吃里面的果实，你看猴子为了吃的有多拼，都像人类一样用上工具了。”
她捂着嘴，吃吃地笑了起来：“网友们都说，这帮猴子都进入石器时代了。”
“哈哈哈~”王大力咧着嘴，哈哈大笑了起来。
“咳咳~”陈以清清了清嗓子，说道：“好了，我们还是回归正题，继续说猴子，不，说神经活动。”
“在这里，我要解释一下灵长类动物，包括人类在内，相关的一些神经科学原理。”
陈以清举起手臂，按下开关，将激光笔打开，又关闭，然后说道。
“你看我的手，为了达到开关的目的，手指会做出按压的动作，一般人肯定会以为这些动作都是大脑直接控制着每一根神经，然后操纵着所有的肌肉完成的动作。”
“事实上，并非如此。”
“人类，噢，应该是所有灵长类动物的大脑，在做一个动作前，会进行思考，提前在脑子里构想出手臂和手部肌肉应该完成的动作，然后将一整套动作程序发送给神经系统，传达到手臂上，从而完成这些动作。”
“用猴子打比方，当它思考该如何玩这个游戏的时候，在手部开始动作之前，被植入的微传线阵列就优先窥探到了它大脑皮层里的电信号。”
“你看，我们的大脑非常聪明，是当之无愧的控制中枢，绝对的独裁者。”
“大脑通过你的日常行为，知道要完成一个目标，你的肢体必须完成哪些动作。”
“它会提前进行构思，解析到具体的每一个动作，形成一套动作程序，然后发送出一个个神经电信号，驱使着你的身体完成所有的动作。”
“这也是为什么失去脊髓这一大脑和身体的连接中心后，患者会全身瘫痪的原因。”
“因为身体失去了大脑的指挥，任何微小的动作都不能做了，也不知道该怎么做。”
“你胳膊上的肌肉细胞，以前只需要执行大脑的指示，只管闭着眼旋转跳跃，但现在没有消息传过来，它连向前向后都分不清。”
“当然，像一些每天都要进行无数次的动作，对大脑来说，已经形成了条件反射，它会自发地运行，在你有意识之前，就已经完成了。”
“比如走路，吃饭，开门，起床，甚至包括驾驶这种行为。”
“这些对大脑来说，属于低功耗的维护行为，不需要你动脑子，就自动完成了。”
“不管过不过脑子，这两种行为的原理都是一样的。只不过一种比较明显，一种比较隐晦罢了。”
“无论如何，这些行为都是能通过神经信号进行检测的。”
“这就是脑机接口背后的神经学原理，只要我们把对应行为的神经信号检测出来，记录为数据库，就能够将这些生物信号转变为机电信号，成功地驱动机械装置，做出同样的动作。”
这番话简单明了，通俗异懂，王大力瞬间听明白了。
他往椅背上一靠，享受着这种知识流过大脑的感觉，表情无比地陶醉，摇头晃脑地说道。
“说得太好了，让我这样的外行也能一听就懂。”
“我今天才明白，原来大脑跟电脑有这么多相似之处啊。”
“神经系统就像电路一样，遍布全身，控制着身体的肌肉，做出每一个动作。”
“而电脑就是有自我意识的控制器，甚至还自己编好了控制程序，编译成电信号，通过一根根电路，传达到身体的每一部分。”
“传说中的赛博机器人，大概也就是如此了吧。”
他的眼神逐渐变得狂热起来：“其实人体和机器，两者背后的原理都是相通的，只不过表现形式不同，生物系统要复杂得多。”
突然，王大力身为理工男的灵敏嗅觉被触动了，敏锐地察觉出其中的关键。
他猛地抬头，看向陈以清，提出了一个问题。
“那么，该如何将原始的大脑活动转化为数字信号呢？”
啪啪啪！
陈以清热烈地鼓起掌来：“好问题。”
“这正是关键所在，早些时候，许多人认为这是无法逾越的难关。”
“想一想，生物神经信号，跟交流电信号，压根就是两回事，要怎样才能在两者之间转换自如呢？”
“科学家做了一番努力后，发现……”
“事实上，问题的答案很简单。”
“神经元电信号是一种数据，只要是数据，我的意思是，任何数据，那么就都能用简单的算法进行统计，并模拟计算出来。”
说到这里，陈以清看向闻人龙，对其大加褒奖。
“这就要用到算法方面的能力了，在阿龙的帮助下，我们才完成了这一工作。”
“当然，之前给猴子玩的游戏也是他编程的结果，可以说，阿龙充分享受到了被干翻的上帝般的待遇。”
闻人龙本来已经露出了一丝得意的笑容，在听到后面一句话后，笑容瞬间凝固在了脸上。
陈以清继续翻动ppt，将整个算法图展现在屏幕上。
“我们采用了一种多元线性回归算法，能够线性地汇总皮层神经元同时产生的电活动，从而准确地预测到猴子手的位置。”
“这个算法能够确定衡量每个神经元电活动的最佳方法，然后汇总这些加权，产生连续的运动输出信号。”
“与此同时，我们也给猴子前臂戴上了一种塑型带，里面有光纤传感器，能够感应到猴子手臂的运动。”
“当猴子移动手臂的时候，我们记录下手腕的位置，并在每次运动开始的时候，跟猴子的神经元信号进行对照。”
“就这样，一边是猴子神经元信号对手臂动作的预测，一边是猴子手臂运动时对应的神经元信号。”
“将两组数据进行对比，我们就能推导出描述神经元信号与猴子手臂运动之间相关水平的多元线性方程。”
“然后我们可以改进算法，使它能够将神经元的电活动转化为随时间改变的动作轨迹。”
“而且，经过长时间的算法改进，系数值变得越来越稳定，达到了最优水平。”
“在某种程度上，这种算法能够人工再造出，通常由脊髓来完成的复杂的神经生理学任务。”
“经过大量的训练，最终这些神经电信号能够被用在机械装置上，重新构建猴子手腕的运动轨迹，从而实现猴子的手部运动。”
“唯一的遗憾就是，这种算法暂时只能用来预测运动参数。”
(本章完)
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