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科學人(第208期/2019年06月號)


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內容簡介

科學人(第208期/2019年06月號)

腦機介面重拾希望

新一代的腦機介面可讀取並執行癱瘓病人的意念,藉由機械手臂或電子設備完成病人長久以來的想望,例如舉杯暢飲。

撰文/安德森(Richard Andersen) 翻譯/謝伯讓

每次見到此景,我都會起雞皮疙瘩:癱瘓的受試者坐在輪椅上,以意念控制電腦或機械手臂。這是腦機介面(brain-machine interface)的功能展現。 2013年在我的實驗室中,21歲時受槍傷後便四肢癱瘓的索托(Erik Sorto)在無人協助下,只憑意念就可以自己喝到啤酒,這是他10多年來第一次辦到。腦機介面從他的高階皮質區送出神經訊號,接著機械手臂便能伸出,抓住並舉起酒瓶,再把酒瓶送到索托的嘴邊讓他啜飲。一年前我們團隊經由手術在索托的腦中植入電極,控制他腦中負責啟動肢體行動的神經訊號。我和實驗室同事驚歎地見證索托完成了看似簡單實際上卻困難無比的動作。 當人們看到這樣成功的案例,心中立即產生疑問:只憑意念如何控制機械義肢?每天我們不需深思就能移動四肢,而讓機器輕鬆完成這些動作就是所有先進腦機介面的目標。數十年來神經科學家試圖解碼那些啟動伸手取物的神經訊號,但一直無法精準讀取,於是科學家開始尋找新方法,希望能從腦中860億個神經元在溝通時傳送的電訊號看出端倪。現在,新一代的腦機介面前景看好,病患無論是想抓取杯子或走路,透過精準讀取病患腦中負責形成並啟

作者簡介

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養蛙樂

撰文/李家維

期盼中,墨黑的蝌蚪陸續蛻變為翠綠小蛙,牠們已經數天未進食,身體正進行大改造。不再濾食和刮食,由嘴到腸的整個消化道都要轉變為掠食者的新配備,這過程得靠逐漸萎縮消失的長尾來提供養份。我準備了足量的飛舞活果蠅,就看牠們能否順利捕食了。 3月底,國立自然科學博物館的青蛙專家周文豪送來了133隻莫氏樹蛙蝌蚪,我先佈置了漂著大萍的水盆、煮爛的菜葉和沉水魚餌,急切地問:「可以預期長成多少隻成蛙?」答案是能有10隻就不錯了!隔兩天,我到花蓮東華大學,見了主持「青蛙學堂」的楊懿如,立即提同樣問題,她說大約是5%吧!當然我知道這是蛙的宿命,牠們是食物鏈中的佳餚,蛇、鼠、鳥都愛這美味。也因此我在屋後山壁旁建的蛙舍,緊繃著細密網,蛇鼠鳥不侵,盼望明年此時有眾多成蛙在此繁衍。 全球現生的蛙類,約有7000種。牠們的祖先源自2億5000萬年前,看著恐龍興起,也見證恐龍的滅絕。現今蛙類正面臨空前的生存壓力,氣候變遷、棲地喪失和致命的壺菌,導致高達一半的物種處於滅絕邊緣。國際組織發起蛙類的拯救計畫,要募集四億美元,為1000種蛙續命。但至今錢未到位,成效不彰,自1980年起,已記錄了超過120種蛙的澈底消失。我在苗栗獅頭山住了20年,僅管山林未見擾動,但清楚注意到蝶蛾和蛙種類及數量的銳減。台灣原生36種蛙,其中有14個特有種,牠們的存亡只能靠台灣人自己救。於是今年

「科學人」系列

全系列作共222冊

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