中工網(wǎng)訊（工人日報(bào)-中工網(wǎng)記者于忠寧）近日，記者從中國科學(xué)院自動化研究所獲悉，該所科研人員牽頭的研究團(tuán)隊(duì)成功解碼手部運(yùn)動的“神經(jīng)地圖”，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·通訊》雜志。

人類以及獼猴等靈長類動物的手臂都能靈活完成各種抓取動作，但大腦究竟怎么操控這些動作始終是個謎。研究團(tuán)隊(duì)通過觀察獼猴抓東西時的腦部活動，首次發(fā)現(xiàn)獼猴大腦運(yùn)動皮層中存在一種類似定位系統(tǒng)的神經(jīng)編碼機(jī)制，能在抓取過程中實(shí)時追蹤手部在三維空間中的位置，就像手機(jī)導(dǎo)航顯示移動軌跡一樣。

該研究通過在4只獼猴的大腦背側(cè)前運(yùn)動皮層植入微電極陣列，記錄它們在自然抓取任務(wù)中的神經(jīng)活動，并通過多個攝像頭記錄獼猴手部的運(yùn)動軌跡，分析了大腦背側(cè)前運(yùn)動皮層神經(jīng)元在抓取任務(wù)中的活動模式。

研究發(fā)現(xiàn)，手位置信息與手的運(yùn)動方向、速度和抓取目標(biāo)的位置等信息在同一個大腦背側(cè)前運(yùn)動皮層神經(jīng)元群體中共同編碼。這種混合編碼方式使得大腦能夠同時考慮空間信息和運(yùn)動信息，從而實(shí)現(xiàn)了高效的運(yùn)動規(guī)劃和執(zhí)行。這一混合編碼方式正是海馬體在空間導(dǎo)航任務(wù)采用的方式，提示大腦利用相似的神經(jīng)計(jì)算框架實(shí)現(xiàn)不同尺度上的空間導(dǎo)航。

上述研究為腦機(jī)接口和機(jī)器人的發(fā)展提供了新思路。通過解碼這些位置神經(jīng)元的活動，有望實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)高效的神經(jīng)假肢控制，同時可以基于大腦的運(yùn)動導(dǎo)航原理來設(shè)計(jì)更加靈巧的機(jī)械臂控制算法。