本文转载自雷锋网。能够实现对外星生物的控制的“脑-脑接口”技术（BtBIs）现在也越来越成熟。2020年3月20日，北京生命科学研究院/清华大学生物医学交叉研究所罗敏敏实验室发表了题为Anopticalbrain-paperonto-braininterfacesupportsrapidinformationtransmissionforpreciselomotioncontrol的文章。在这篇论文中，研究团队介绍，作者利用光纤记录和光遗传学激活技术构建了一个光学脑脑接口，实现了两只小鼠之间的高信息传输率运动信息传输，从而在原理上实现了大脑的可能性-验证了精确控制个体间动物运动的大脑接口。光学脑-脑接口支持用于精确电机控制的快速信息传输脑-脑接口的概念。看过科幻电影《阿凡达》的人可能有点印象。在电影中，地球人可以通过直接的脑对脑通信远程控制潘多拉星球上经过基因改造的蓝色类人生物Na'vi。一般来说，人类与其他动物之间的交流依赖于视觉、听觉、嗅觉或触觉，但实际上脑-脑接口也可以实现生物大脑之间的直接信息传递。但由于目前的技术限制，信息传输速率很低，这也是制约脑脑接口技术发展的一大瓶颈。此外，罗敏敏实验室近期发现，脑干未定核（NI）中表达神经调节素B（NMB）的一类神经元可以控制运动速度、觉醒以及与空间记忆相关的海马θ波。该论文于2020年1月14日发表在《Nature Communications》期刊上。简而言之，NI中表达NMB的神经元的活动精确地预测和控制运动速度。如下图所示，NI中表达NMB的神经元的活动与动物的运动速度、觉醒水平和海马θ波呈正相关。此次，基于上述研究成果，研究团队设计了一种光学脑脑接口，可以在两只小鼠（“Master”控制鼠标和“Avatar”Avatar鼠标）之间传递移动速度的信息，从而实现精准、真实-以高信息传输率控制跨动物运动的时间。具体过程如下：从avatar小鼠NI的NMB表达神经元中提取运动速度参数；使用支持向量机（SVM，即用于数据二元分类的广义线性分类器）训练的模型，光学实时记录来自对照小鼠NI的Ca2+（钙离子）信号；这被转化为阿凡达小鼠NI的图案化光遗传学刺激，成功地指导阿凡达小鼠密切模仿对照小鼠的运动。值得一提的是，这一过程的信息传输速率达到了4.1比特/秒，比基于电生理学的脑-脑接口高出2-3个数量级。【控制小鼠与阿凡达小鼠之间的信息传递速率】此外，研究团队还强调了在提高脑-脑界面信息传递速率时，选择合适的神经回路以及记录和刺激工具的重要性。研究团队认为，该实验最终实现了高信息传递率。一方面，研究人员利用NI中表达NMB的神经元提取运动速度参数；另一方面，研究人员选择使用光纤记录系统来记录它的变化。.关于脑脑接口近年来，我们或多或少听说过“脑机接口”的进展。2017年，特斯拉CEO、SpaceXCEO兼CTO、太阳城董事会主席埃隆·马斯克成立脑机接口公司Neuralink。在这个领域，各国的研究团队也在频频刷新我们的认知——2020年1月16日，浙江大学更是宣布国内首个植入式脑机接口临床研究获得成功。相比之下，脑脑接口可以说是远离大众。雷锋网了解到，脑-脑接口由两部分组成——解码器从源脑的神经活动中提取有用的信息，编码器将源信息转化为目标脑神经元活动的适当变化。事实上，早在2013年，就有科学家提出脑脑接口可以实现生物大脑之间的直接信息传递。当时，科学家们初步证明，通过以各种方式记录从源脑获得的电生理信号，然后通过皮层内电微刺激（ICMS）影响目标脑的神经元活动，动物A能够模仿动物B的行为,偏差率仅在10%左右波动。由此，令人兴奋的脑-脑接口概念应运而生。在随后的几年中，一些研究使用了非侵入性技术，例如脑电图（EEG），这是一种使用脑电图显示大脑自发生物电活动并根据其特征和变化检查大脑功能的方法。方法）和经颅磁刺激（TMS，一种无痛、无创的绿色治疗方法，磁信号可以无衰减地穿过颅骨刺激大脑神经），在2或3个人类受试者之间建立一个脑-脑接口，使受试者感知其他主体的感知或移动手指的意图。此外，研究表明，利用脑电图从人脑中提取运动指令，电刺激或聚焦超声可以将运动指令传递给蟑螂或老鼠的大脑。然而，如前所述，脑-脑接口需要通过多个通道的脑电图进行记录，技术难度较大。同时，脑电记录难以准确解码，信息传输率低。不过，罗敏敏实验室的这项研究，无疑为脑-脑接口领域的研究找到了新的突破口。关于罗敏敏看到这里，可能有人要问了：罗敏敏是谁？事实上，罗敏敏博士是北京生命科学研究院的高级研究员。自2005年在北京生命科学研究院建立实验室以来，以通讯作者或第一作者在许多国际学术期刊（如《科学》《细胞》《神经元》《美国科学院院刊》等）发表学术论文40余篇，论文数量被引用超过2200次。雷锋网（公众号：雷锋网）获悉，除了两个神经生物学研究方向（哺乳动物大脑中嗅觉信号的编码，以及神经回路层面的一些基本动物行为的生理机制）外，其实，罗敏敏博士还是一个“杂牌科学家”。他本科学习心理学，并对人工智能、物理学等领域表现出兴趣。罗敏敏的实验室还开发了很多电生理学和化学方面的仪器。此外，罗敏敏博士还试图挑战在神经生物学领域广受关注但又充满争议的5-羟色胺。事实上，血清素，血清素，是一种抑制性神经递质，几乎可以影响大脑活动的方方面面，比如调节情绪、精力、记忆力甚至人生观的塑造。一些抗抑郁药通过提高大脑中这种神经递质的水平来发挥作用。毋庸置疑，科研的过程并非一帆风顺，但罗敏敏博士一直在鼓励自己：每天早上都告诉自己，今天会有大发现。当然，大多数时候，他会失望地回家，但第二天醒来时会充满希望。希望。或许正是这种乐观，支撑着罗敏敏博士和他的实验室不断取得突破。
