馬修·納戈爾在5年前的一次受襲事件中，脊髓嚴重受損，身體從勁部以下全部癱瘓，而且自己還無法呼吸。但在大腦植入電極後，現年25歲的納戈爾已經可以獨自獨立簡單的日常生活，能拎東西，打開電子郵件，更換電視頻道，打電子遊戲。更令人不可思議的是，他從事上述一切活動只憑想象的力量。
納戈爾只是參與這項尖端神經移植物研究實驗的一分子。在植入電極後，他能夠只憑大腦操作電腦和機械臂。由美國布朗大學神經技術專家約翰·唐納休領導的研究小組在最新一期《自然》雜誌上描述了他們的研究結果：他們將一組電極植入納戈爾大腦，大腦能將百萬個神經元產生的電子活動轉變爲大腦信號，這些信號能操作他身體外面的儀器。
納戈爾能使用思維移動電腦屏幕上的光標，打開電子郵件，更換電視頻道，操作機械臂拿東西並移動，同時還能玩一些簡單的電腦遊戲。在從事上述這些活動中，他還可以像任何一個體格健全的人一樣講話。第二名參與實驗的患者現年55歲，從1999年至今一直癱瘓，研究人員也在他的大腦中植入電極，他如今已可以成功利用自己的思維操作儀器，儘管效果沒有納戈爾的明顯。但在11個月後，來自他大腦的信號不知何故忽然消失了，研究人員目前仍在對此進行調查。
唐納休教授創建的公司Cyberkinetics已開發出一種稱爲“腦門”( Braingate)的植入物。他表示：“這項研究極富前景，也許我們有朝一日能使用這些大腦信號激活四肢肌肉，通過身體的神經系統有效恢復大腦對肌肉的控制能力。”3個月前，美國解剖學家協會首次公開了其仿生人計劃，這一構想基於當今世界微電子技術的發展，這也直接讓科學家開發出能彈鋼琴的機械臂和強有力的“外骨骼”等先進裝置，“外骨骼”能令穿戴者在重負荷的情況下長途跋涉。美國解剖學家協會將這一計劃命名爲“60億美元人類”，典故源於上世紀70年代的電視連續劇《600萬美元人類》。
他們雖不是最先接受大腦植入物的患者，但卻是最成功的。此前一些把人腦同電腦聯繫起來的嘗試只取得有限的成功，患者只能左右移動光標，而且操作起來較慢，也很費力。科學家還嘗試過把電極植入頭皮的技術試驗，但這些都需要患者進行數個月的訓練，才能真正靈活使用。
一些專家警告說，這項發展迅速的技術可能被應用於更爲險惡的目的。在美國，至少有十多個實驗室正在從事人腦電腦連接界面的研究，其中許多試驗室獲得美國軍方2500多萬的經費支持，軍方對研製“殺人機器人”十分感興趣，這種機器人由士兵控制，被視作具有人類大腦的“機器勇士”。
若因阿爾茨海默氏病和其它疾病而出現精神問題的患者植入電極，那麼，就可以通過抑制反社會傾向，處理“可接受”反應，控制具有挑戰性的行爲。英國科學家12日晚稱這一進步具有里程碑意義，將會爲因車禍、中風和其它疾病致殘的數十萬患者帶來康復希望。
埃塞克斯大學人腦電腦連接界面專家弗朗西斯科·塞普爾韋達說：“《自然》雜誌上的這篇論文顯得至關重要，因爲這是植入技術的第一次商業嘗試。植入技術能通過一個人的思維，利用大腦信號控制儀器。這種技術未來將對傷殘者具有重大影響，而且最終還能被體格健全者使用。這表明，若一些可靠的動物試驗得到更多支持，我們完全可以在英國對此進行更多探索。”
南安普敦大學從事神經肌肉復原研究的教授瑪利亞·斯托克斯說：“這是第一份有關這種人腦電腦連接界面技術成功應用於人類的研究報告。即便只對一個人進行過全面研究，這些發現也令人印象深刻，尤其是你一邊談話，還能一邊使用該系統。”在對納戈爾進行試驗前，科學家尚不清楚一個人在癱瘓多年是否還能產生活動所需的大腦信號。但僅僅通過第一次試驗，科學家幾乎就清楚植入電極也許能夠記錄下神經信號的模式，另外，他的大腦也並未僅僅傳遞“噪音”。電腦可以過濾和編譯各種神經信號。
研究人員還對納戈爾使用該設備後的反應速度感到興奮不已，因爲較之前的大腦植入物的反應速度要快上10倍。另外一個研究小組在加速大腦和機器界面方面取得了進展。他們的研究顯示，使用者以相當於每分鐘在鍵盤上打15個字的速度交流信息是完全有可能的。該小組對猴子進行實驗的研究結果也刊登在最新一期的《自然》雜誌上。
美國芝加哥大學神經外科醫生理查德·佩恩博士是將傳感器植入第二位患者大腦的醫生。佩恩博士說：“這是我所實施的最奇怪、最有趣的一例手術。這並不是緣於技術材料，而是我們從不同模式產生的神經原中獲得的數據，你思維方式不同，模式也不相同。這僅僅是個開始。”
納戈爾只用了幾天時間就學會了如何移動電腦光標，對於電極被植入頭皮的患者而言，他們掌握這一技能需要幾個月時間。最初，納戈爾想象自己是在靠身體移動電腦光標，但他很快便適應了想象光標本身在移動的方法。這樣一來，電腦光標就成了他的第三隻手或第三條腿，用處同他的兩隻手和兩條腿差不多。
此項技術的成功取決於其解讀大腦的電子活動、並將其轉化成有用活動的能力。研究人員發現，某些動作伴隨着相應的神經原放電(neurons firing)模式，但傳感器只能從全部活動中選擇一小部分。即便是諸如擡胳膊等簡單動作，也要涉及來自大腦多個區域的信號。唐納休教授將這一過程形象地比作爲，將一個麥克風放在一個擁擠的房間裏，試圖獲得所有談話的要點。當納戈爾努力將不確切的想法變成確切的行動時，其結果當然是不平穩、不精確的移動，但隨着時間的推移，納戈爾對光標的控制能力就會有所提高，並最終能用光標大致畫上一個圓圈。
唐納休教授表示，從長遠角度來看，應該把連接於患者頭部和大量電子元件的笨重電纜去掉。設備小型化將使得植入大腦的裝置更小，頭蓋骨完全都將其掩蓋，如同心臟起搏器一樣。信號可以從大腦被無線傳輸到處理器，使電腦、機械臂和其它設備開始運轉。
植入物當然也存在某些缺陷，一些科學家認爲，對完全殘疾的患者而言，它們並不是最佳治療方案。有些科學家還反對在納戈爾身上做實驗，稱這種做法對大腦損害的風險非常大。如果患者的大腦對植入物產生排斥，它也許可以讓其他研究人員放棄尋求該技術的想法。
另外，植入的電極容易引發炎症和感染，結果，電極也會因此失去效用。唐納休教授堅信，令癱瘓患者完全同其周圍環境產生交互作用的唯一途徑就是，通過植入患者大腦的電極。他說：“沒有其它任何方法可以賦予你需要將噪音信號轉化成患者所能使用東西的力量。”
其他一些研究人員更爲野心勃勃。美國北卡羅來納州杜克大學神經生物學家米格爾·尼克拉斯認爲，幫助殘疾人重新站起來的想法是可以實現的。尼克拉斯以吸一口果汁作爲回報，教一隻大腦中植入四線串列介面(microwire)的猴子在電腦屏幕上移動光標。他目前正在開發一種外骨骼，外骨骼能像電影《酷狗寶貝：神奇太空衣》中的太空衣那樣穿上，不過，它擁有更強的控制力。
尼克拉斯還在研究“分享控制”技術，以克服植入大腦的傳感器所引發的問題。這種傳感器只能獲取一小部分神經元放電。採用這一技術，機械臂能夠受大腦發出的基本指令的控制，但這種活動要通過預先設置的智能程序進行優化和執行。尼克拉斯面臨的挑戰是如何研製出受更爲複雜軟件控制的更爲先進的人體修復手術。
當然，這也只是萬里長征的第一步，今後還有更長的路要走，還有許多障礙需要克服，例如，不同人對大腦植入物的不同反應，以及隨着時間的推移，電極可能變得效率低下等等。脊髓嚴重受損的患者多爲年輕人，這樣一來，他們使用該技術的時間可能長達幾十年。利用思維控制我們周圍世界的想法過去只存在於科幻電影中。但如今，隨着最新一代大腦植入物技術的迅速發展，曾經遙不可及的夢現已朝現實邁出了重要一步，夢想似乎距離我們越來越近了。
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