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機(jī)器人的存在使得人類基因組圖譜有望在12年內(nèi)完成繪制，但在機(jī)器人的協(xié)助下，由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人Paul Allen贊助、上月底完成的大腦圖譜項(xiàng)目只花了四年時(shí)間。麻省理工學(xué)院和喬治亞理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在希望利用機(jī)器人繪制大腦組成表和線路圖，幫助IBM這樣的公司研發(fā)未來的感知計(jì)算機(jī)。 佐治亞理工學(xué)院工程教授Craig Forest表示：“通過機(jī)器人實(shí)現(xiàn)腦內(nèi)活動(dòng)自動(dòng)測(cè)量以后，我們現(xiàn)在開始真正理解人腦的運(yùn)作原理。想象一下，能夠模擬腦內(nèi)的任何細(xì)胞、記錄它的反應(yīng)以決定每種神經(jīng)元的具體電子功能。再想象一下自動(dòng)測(cè)量神經(jīng)元之間的交流，比如學(xué)習(xí)過程中丘腦和大腦皮層之間的交流，或者手從熱爐灶縮回時(shí)海馬體和皮層之間的交流。” 過去三十年間，大腦科學(xué)的進(jìn)展一直受需要手動(dòng)方法鎖定、記錄神經(jīng)元活動(dòng)的限制。但新的機(jī)器人與智能計(jì)算機(jī)算法能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，根據(jù)電子屬性為神經(jīng)元分類。研究人員有望完成大腦必備器官及其內(nèi)聯(lián)方法的類目，并據(jù)此打造未來的類人腦計(jì)算機(jī)。 發(fā)展順利的佐治亞理工學(xué)院在讀博士Suhasa Kodandaramaiah在Forest的實(shí)驗(yàn)室工作，與麻省理工教授Ed Boyden合作用機(jī)器臂在活體大腦里引導(dǎo)微管。該探測(cè)器以兩微米的步距接近、觸碰神經(jīng)元，測(cè)量電阻抗。 和幾乎每次都會(huì)在接觸中致使神經(jīng)元破裂的手動(dòng)方法不同，機(jī)器人可以在傷害神經(jīng)元之前立刻停止。緊接著開始吸氣，然后將細(xì)小的電子探針插入、在動(dòng)物依然存活時(shí)記錄下它的正常電子活動(dòng)。記錄完成后，一組細(xì)胞基因構(gòu)成樣本可以被取出以分析哪種基因當(dāng)前正被激活。研究人員將在大腦各區(qū)域重復(fù)此流程，以期獲得大腦神經(jīng)器官列表，包括它們的電子屬性。接下來研究人員計(jì)劃采用多尖端探針讓機(jī)器人同時(shí)在多點(diǎn)測(cè)量電子活動(dòng)，從而獲得大腦不同區(qū)域交互的接線圖。 Forest表示：“目前我們只在實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物身上進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)，但我們最終希望能將此技術(shù)用于人腦手術(shù)，以替代通過試錯(cuò)判斷哪些神經(jīng)元受損、需要移除。” 研究人員希望能夠判斷多種大腦病變的電子跡象，比如帕金森綜合癥、自閉癥和癲癇。這不只是用來移除病變的神經(jīng)元，還要幫助發(fā)現(xiàn)能夠讓神經(jīng)元重歸正常的藥物。 研究人員還期望微芯片生產(chǎn)商能夠使用他們的大腦器官表和接線圖輔助類大腦的感知計(jì)算機(jī)項(xiàng)目，例如美國防務(wù)高級(jí)研究項(xiàng)目局(DARPA)的SyNAPSE（神經(jīng)形態(tài)自適應(yīng)塑料規(guī)模可控電子系統(tǒng)）。 這兩所實(shí)驗(yàn)室希望新型機(jī)械探針方法能夠用于AutoPatcher.org提供的自制設(shè)備，或者直接從Kodandaramaiah、Forest和Boyden成立的新公司Neuromatic Devices購買完整機(jī)器人解決方案。 項(xiàng)目研究資金來自美國國家衛(wèi)生研究所（NIH）、國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）以及麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室。項(xiàng)目的其他貢獻(xiàn)者還包括麻省理工在讀博士Giovanni Talei Franzesi以及麻省理工博士后Brian Chow。 |
