人工重建大腦“司令部”，癱瘓女孩翩翩起舞

2007年2月16日晚，英國倫敦一場為蘇丹難民募捐的演出上，與大牌明星克倫艾爾、瑪麗奈等同臺演出的有一位名叫艾美·維斯的美麗女孩，她翩翩起舞，情動全場，贏得了一陣陣雷鳴般的掌聲。就在人們陶醉于艾美的優美舞姿的時候，英國倫敦電視臺的現場解說員向大家報告了一個石破天驚的消息，她激動地說：“這位女孩本來全身癱瘓，她為什么能翩翩起舞呢？此刻，站在幕后的醫生正通過遙控裝置指揮著她的舞蹈動作……”

原來，今年20歲的艾美因患“帕金森癥”而導致全身癱瘓，在輪椅上度過了漫長的7年。兩個月前，一個研究小組在她的大腦里安裝了5根電極，于是，艾美不但奇跡般地站立起來，還恢復了她的優美舞姿。

大膽設想：大腦里建立一個指揮部

1987年，艾美·維斯出生在倫敦，她的父親是羅斯唐斯公司的工程師，母親是皇家賽馬隊的獸醫。艾美活潑好動，十分喜歡唱歌和跳舞，是倫敦第二十區教堂唱詩班的童聲領唱。

12歲那年的冬天，她突然患了通常只有老年人才患的“帕金森癥”，起初手腳抽搐，漸漸地開始肢體麻木。父母領著她先后去美國、瑞士、巴西等好多國家求醫，雖然病情穩定了，但卻留下了后遺癥：一年后，艾美全身癱瘓，只能靠輪椅行走了。

小艾美始終相信自己能夠重新站立起來。她沒有放棄自己喜愛的唱詩班領唱的位置，而是堅持每個星期天去教堂唱頌歌。倫敦BBC電視臺在教堂現場轉播了這個癱瘓女孩的演唱，坐在輪椅里的她，用自己清亮的歌聲，感動了電視機前無數觀眾。

2001年，伊麗莎白女王邀請艾美到王宮做客，艾美與女王在一起的照片成了英國最著名的《倫敦時報》雜志的封面。女兒的堅強和成功讓父母更加為她感到心酸，一想到如此聰明可愛的孩子將與輪椅相伴終身，艾美的父母便心痛欲裂。

艾美的遭遇引起了一位醫生的關注。倫敦大學醫學院皇家醫院的馬爾萬·哈里茲教授是全英神經學會最著名的神經學家，他領導的小組曾經多次成功為患者實施頸椎神經“搭橋”手術，使頸椎截癱患者重新站立起來。小艾美的獨特病例引起了馬爾萬的注意，他約見了小艾美的父親馬特羅倫和母親克倫，詳細地研究了小艾美的病歷，并對她進行了仔細的檢查。

馬爾萬發現，可能由于患“帕金森癥”期間不間斷地劇烈顫抖，導致部分大腦神經元因過度使用而失去作用，小艾美的神經系統產生了類似于電路中的“短路”現象，指揮運動的神經系統處于癱瘓狀態。

但是，小艾美全身的神經系統并沒有遭到破壞，只是大腦不能夠指揮全身神經系統的工作。就好像一支軍隊，各兵種戰斗力都在，指揮戰斗的司令部卻癱瘓了。也好像一部機床，各部件功能完好，只是啟動這臺機床的電動機不能工作了。

馬爾萬教授準備采用神經搭橋技術，對小艾美的部分處于大腦皮層外部的運動神經進行修復。得知這個治療方案，艾美全家興奮不己。雖然馬爾萬教授說，這個方案有相當大的危險，一旦失敗，有可能影響到聽力、視力甚至發聲。可小艾美堅定地對馬爾萬教授說：“我不想坐在輪椅里，為了能重新走路，我愿意冒這個風險。”

馬爾萬首先通過核磁共振和最先進的弱激光立體成像技術，全面地繪制了一張小艾美大腦神經的三維圖像。與正常人的大腦神經三維圖像相比較，馬爾萬教授發現，小艾美的腦神經系統遭到大面積破壞。由于產生這些破壞的原因并不是外傷，所以，它們都發生在大腦皮層深處，這給手術“搭橋”增添了極大的困難，因為目前的外科手術還無法在大腦深處進行物理改造，更別說修復那些細若蠶絲的神經了。看來，靠外科手術是根本不可能康復的。

馬爾萬心里十分沉重。他每天去病房里看望艾美時，小艾美都伸出手來擁抱這個慈祥的醫生，并且著急地詢問什么時候才能治好她的病，馬爾萬猶豫了幾天，也沒有勇氣把真相告訴小艾美：那樣對她的打擊是多么大呀！

小艾美的父親馬特羅倫看出了醫生的猶豫，他來到馬爾萬的辦公室，直截了當地問：“手術前期準備究竟到了哪一步？我女兒到底有沒有治愈的希望？”馬爾萬悲傷地搖了搖頭，說：“根據檢查結果看，艾美大腦神經的損壞，是不可逆轉的。”看著馬特羅倫離開辦公室時眼里的淚花，馬爾萬的心里十分難過。他無法想象馬特羅倫如何把這個壞消息告訴自己那充滿了期望的女兒。直到第二天上午，小艾美一家離開了醫院，馬爾萬教授一直沒有再去見小艾美一面。

此后的好多天里，馬爾萬教授一直悶悶不樂，眼前總是出現小艾美那美麗而憂傷的樣子。2003年11月，馬爾萬去阿根廷參加國際神經學年會，在街頭，他看見一個瑪雅利安人正在玩一個被稱為“伊普普伊”的南美古老木偶。他發現，這個瑪雅利安人對“伊普普伊”進行了改裝，不是用手工操作，而是利用一架遙控器控制木偶做出各種動作。馬爾萬忽然產生了一個大膽的想法：是否可以通過電子遙控的辦法，來代替艾美的大腦指揮系統，使她重新站立起來？

當時的馬爾萬并沒有想到，他這個普通而又超乎常理的設想，開創了全身癱瘓治療的新天地。

失敗的試驗：蘇格蘭棕熊狂亂跳躍

開完會議，馬爾萬直接來到南非拜訪了約翰內斯堡大學神經學教授克林姆普。他是腦神經構造學的創始人，曾經三次獲得諾貝爾醫學獎提名，對于腦神經構造及工作機理有著獨到的研究。

當年，馬爾萬在為北愛爾蘭一位警察做截癱治療手術時，曾請克林姆普教授進行會診，兩人因此建立了深厚的友誼。克林姆普教授聽了馬爾萬的設想，以他職業的敏感，他認為這是一個極富挑戰性而且在醫學界將具有重大意義的試驗性研究，兩人一拍即合，決定聯手進行這項研究工作。

人體運動是大腦指揮系統通過神經向肢體發出信號，從而命令肢體完成各種動作。馬爾萬和克林姆普設想的基本原理是：設計出一種無線信號，這種信號相當于大腦指揮系統發出的信號，利用這種無線電信號的頻率來刺激大腦相應部位神經元，使之產生相應的電信號發送到肢體上，從而命令肢體完成相應的動作。他們經過反復研究論證，認為這個方案在理論上完全可行。

他們通過先進的腦電波成像技術和弱激光三維定位技術，對多位志愿者進行了試驗研究，記錄了受試者做不同動作時大腦信號產生的部分和強度，結果發現一個樂觀的結論：雖然受試者年齡、性別、種族、性格各異，但是，當他們做相同的一個動作時，大腦發出的信號頻率是相同的。這個結論非常重要，因為只有這樣，才能量化研究代替腦信號的無線電波信號，把各種復雜動作所分別需要的電信號事先進行頻率設計，從而達到做出所需動作的要求。

為了產生完成不同動作所需要的不同頻率，需要一個能精確產生各種頻率電信號的電波發射器，這個電波發射器要求有精確的電波定向定位發射能力。為此，馬爾萬先后求助于英國羅斯唐斯公司和德國西門子公司。這兩家公司投入相當人力物力進行了研究開發。2005年11月，一架被稱為“定時定強定向定頻電波發生器”的儀器在曼徹斯特的羅斯唐斯研究總部誕生了。出生于法國的馬爾萬將它取名為“熱地（Jeter）”，法語的意思是“投擲手”。他希望它所發出的電信號，能像投擲手一樣，將信號準確地投擲給相應的神經。

下一步就是進行試驗。由于這種試驗是針對大腦進行電波刺激，有可能使受試者產生傷害自己的動作，所以，他們的試驗計劃并沒有招募志愿者。由于猴子并不是一個安靜的動物，他們也否定了猴子作為受試者。

馬爾萬和克林姆普帶著“投擲手”來到蘇格蘭一家公園，對一頭正在冬眠的蘇格蘭棕熊進行試驗。根據克林姆普的理論研究，冬眠的動物，如果在它們的大腦神經上給予相應信號刺激，它們會產生相應的動作。那天，馬爾萬、克林姆普和助手們在棕熊的籠子外邊將“投擲手”架設起來，各種記錄儀器和攝影儀器都準備就緒。馬爾萬輕輕地按動遙控器，給棕熊發出了一個“抬起左前爪”的動作命令，可是，棕熊并沒有反應，仍然呼呼大睡。于是，馬爾萬又發出了一個“抬起右后腿”的命令，棕熊仍然沒有反應。

馬爾萬有些著急，他回頭看了看克林姆普，克林姆普說：“可能是電信號不足吧。來個跳躍動作。”于是，馬爾萬向棕熊發出了一個“跳躍”的命令。電波剛發出去，就見棕熊猛然間一躍而起，高度足有兩英尺高，落地后，再次跳起，并且發出巨大的吼聲，然后在籠子里左沖右突，拼命地用爪子擊打籠子，發出嘩啦啦的響聲，把籠子打得直搖晃。

誰也沒有料到它會出現這么劇烈的反應，馴獸員企圖用食物來使它安靜下來，它視而不見，仍然沖過來沖過去，發出一聲聲慘叫……而這一切，都被遠處潛伏著的動物保護組織的成員拍攝了下來。

當天晚上，倫敦數家電視臺均播放了這段錄像，播音員說，幾個醫生無視動物的權利，對它們進行取樂式的殘酷試驗，致使這頭蘇格蘭棕熊渾身傷痕累累。這段錄像引起觀眾極大的憤怒，紛紛打電話抗議。倫敦動物保護組織的發言人向媒體宣布，他們準備根據有關動物保護法，向法院提起訴訟。英國議會還針對這次事件，對政府醫療事務主管官員進行了詢問。

顯然，這次試驗是失敗的。幾天后，馬爾萬和小艾美一起接受了電視采訪。當觀眾們得知馬爾萬是為了拯救艾美才冒險進行動物試驗后，普遍原諒了他的行為，動物保護組織也宣布不再起訴馬爾萬等人。

神奇電極創造奇跡，癱瘓女孩舞翩躚

試驗沒有成功，反而引起了這么大的麻煩，馬爾萬和克林姆普受到了很大打擊。他們仔細地反省了整個研究過程，認為棕熊之所以做出那么劇烈的反應，原因并不是電信號過強，而是電信號根本無法被棕熊的大腦相應部位接收，從而造成了“指揮混亂”。雖然這架“投擲手”在設計上相當成熟，但是，由于人或動物的大腦神經活動是一個動態的過程，想要大腦準確地接收無線信號，在目前的技術下，是根本不可能達到的。

馬爾萬和克林姆普陷入了困惑之中：能否找到一種辦法，將“投擲手”發出的信號準確無誤地送到大腦相應的位置上呢？研究工作似乎陷入了絕境。由于長時間沒有進展，克林姆普只好暫時回到南非。但是兩人仍然天天通過互聯網和電話進行聯系，交流著各自的想法。

有一天，馬爾萬剛剛結束一個手術，就接到了克林姆普打來的電話。克林姆普的聲音有些激動：“親愛的教授，你為什么能準確地收到我的聲音？”一瞬間，馬爾萬就明白了克林姆普的意思，馬爾萬說：“難道，你想在艾美的大腦里植入一架接收器？”克林姆普回答：“是的。我是這樣想的。但不是什么大的裝置，僅僅是幾根電極就夠了。”

中斷的研究工作重新開始。3個月后，在倫敦一家航空電器研究所里，十幾根細如發絲的鎳鉻合金電極被制造出來。它們看上去似乎一模一樣，但卻有著細微的差異，它們將被植入大腦的不同部位，以接收不同的電信號。為了保險起見，馬爾萬和克林姆普又進行了一系列的動物試驗。

在一次最有可比性的試驗中，他們對倫敦動物園里一只從假山上摔下來導致全身癱瘓的猴子進行了試驗，結論與設想的完全相同：躺著的猴子，能夠按照“投擲手”發出的命令，做出相應的動作來。雖然最后站立起來的動作沒有做出來，但是經過分析，當“投擲手”發出站立的命令時，那只猴子的大腦里確實產生了“站立”的信號，只是由于這只猴子太虛弱，沒有力氣站起來而已。

艾美一家一直在關注著研究的進展情況。馬爾萬把猴子試驗的錄像送給馬特羅倫，一家人看了這段錄像后，都在憧憬著光明的未來。經過慎重研究，馬爾萬和克林姆普制訂了一套治療方案。

2006年12月20日，在圣誕節快要來臨時，手術開始了。艾美被送上手術臺，實施麻醉后，醫生首先在她的后腦顱骨上鉆了5個很細小的孔，用纖維探頭將鎳鉻電極慢慢插入大腦。其間，參照事先制作的艾美的大腦神經三維結構圖，由特定的激光定位技術引導纖細探頭的插入方向，最后，將鎳鉻電極一根一根地定位在指揮四肢和腰肢運動的各神經部位上。

幾天后，手術的傷口已經愈合了，經核磁共振檢查大腦內部，5根電極都處于預定的位置，并且沒有產生可能發生的炎癥，艾美也沒有感到頭疼，一切都比較順利。大家都在期待著那個激動人心的時刻。

20天后，艾美的大腦沒有出現任何不良癥狀，馬爾萬和克林姆普決定開始最后一步——遙控行動試驗。

那天，艾美特地換了新衣服，高興地坐在輪椅上，馬爾萬、克林姆普和醫生小組做好了一切準備。艾美的父母站在一邊，不安地搓著手。為了防止意外，地上鋪了厚厚的地毯，兩位護士緊緊地站在艾美的身邊。看到大家緊張的神情，艾美問馬爾萬：“我能站起來嗎？”馬爾萬點點頭：“姑娘，你一定會站起來的。”艾美說：“好吧，那開始吧，我都有點等不及了。”

馬爾萬莊重地按下了“投擲手”的控制鈕，嘴里說著：“左手抬起來。”隨著馬爾萬的聲音，艾美試著抬了一下胳膊，“上帝！”隨著她的一聲驚叫，她的胳膊抬到了空中。馬爾萬壓抑著心中的激動，換了一個按鈕，說：“抬起右手。”艾美又抬起了右手，天哪，就像健康人一樣。馬爾萬回頭看了一眼艾美的雙親，淚水已經從他們的臉上流了下來。馬爾萬又連續地按動了“行走”鈕，隨著他的“站起來，向前走”的喊聲，艾美奇跡般地從輪椅上站了起來，搖搖晃晃地向前走去……

一步，兩步，三步……在一片歡呼聲中，艾美一步步走向自己的父母。還有兩三米遠時。馬爾萬按動了“跑動”按鈕，喊道：“跑過去吧，孩子！”艾美腳下一使勁，就撲向了媽媽的懷里，母女倆痛哭起來。在場的人都流下了激動的淚水。

在此后的日子里，艾美天天和馬爾萬一起進行配合訓練，經過一個月的磨合訓練，艾美可以隨著馬爾萬的控制，跳一些簡單的舞蹈動作了。雖然這些舞蹈動作還顯得生硬，也缺乏表現力，但是，足以讓這位夢想重新站立起來的少女幸福得快暈過去了。又過了一個月，艾美的舞姿已經跟常人無異。

艾美站立起來的消息讓所有人在震驚的同時也為她感到欣喜。2007年2月16日，倫敦為蘇丹難民舉行募捐演出，組委會特別邀請了艾美與大牌明星克倫艾爾、瑪麗奈等同臺演出，在馬爾萬教授的操控下，她的翩翩舞姿令全場觀眾為之傾倒。

這項醫學成果的問世，在英國引起了極大的震動。英國皇家科學院、歐盟科技發展委員會紛紛發表聲明，認為這項成果不但為無數全身癱瘓的患者帶來了光明，而且它將生物科學、電子科學和材料科學首次緊密地聯系在一起，它所包含的開拓性創新思路，也必將為醫學發展提供更廣闊的空間。

然而，反對的聲浪也一浪高過一浪。一些人權組織憤怒地聲討這項技術，認為它利用技術手段，剝奪了人的自由意志，使患者行動處于被人控制的危險境地。而且，這也是一些夢想對人類進行精神控制的陰謀家們所樂于見到的。如果人類在此基礎上發展下去，有可能走入由機器控制人類的可怕誤區之中。

孰是孰非？人類的技術手段向何處發展？這項技術成果給人類提出了一個值得深思的問題。

（摘自《知音》）