为了解决这个问题,里德和同事制造了基因改造老鼠,让它们的视觉神经元在发送讯号时会出现闪光。不管是猫、蛇或一块诱人的乳酪,闪光器都会记录老鼠看见特定物体时的神经活动,科学家再汇整数据,产生大量的视觉数学模型。如果模型是准确的,科学家就能解读老鼠的心智。
「我们的目标是重建老鼠看见影像的过程,」里德说:「我想我们做得到。」
里德的老鼠视觉研究朝神经科学的最终目标又迈进了一步,那就是对这个无比复杂的器官如何运作获得全面性的认识,接受过我访谈的科学家称之为「大脑理论」。不过,这个宏大的远景距离实现还很遥远,而追寻它的过程对医生诊疗病患的方式尚未带来太多改变。然而有一派大脑地图的研究已开始改变人类的生活,那就是「人机介面」。
凯西.哈契森43岁那年发生严重中风后,失去行动及语言能力。她躺在麻州综合医院的病床上,慢慢地,她发现医生根本不知道她到底是脑死还是意识清醒。哈契森的姊姊问她能否听懂她说的话,并请她如果可以就移动眼珠,哈契森办到了。
「我松了好大一口气,」哈契森在17年后的今天告诉我:「因为每个人谈到我时,都一副我快死了的样子。」
那是个冷飕飕的冬日,我们在她麻州东部的家里,她坐在客厅中央的轮椅上,穿着深绿色的慢跑装和运动鞋。尽管她依然几乎完全瘫痪、无法交谈,她还是可以藉由注视电脑萤幕里的字母进行沟通,萤幕就栓在轮椅上,她的眼镜中心装了两个小小的金属盘,有一台摄影机会追踪金属盘的动作。
大脑上方附近有一个区域称作运动皮质,我们在这里发出移动肌肉的命令。一百多年前,我们就已经知道皮质的每个区块都与身体的某一个部位相互对应。像哈契森这样的身体瘫痪者,他们的运动皮质通常并没有损伤,只是因为连结受到损坏而无法与身体的其他部位沟通。布朗大学的神经科学家约翰.唐诺修希望利用瘫痪者运动皮质发出的讯号,找出协助他们的方法。也许有一天他们会学会纯凭思想在电脑上打字或操作机器。唐诺修花了好几年研发出一种植入器,并在猴子身上进行测试。他与同事确认这个设备安全无虞后,准备应用在人类病患上。
哈契森就是其中一名病患。 2005年,罗德岛医院的外科医师在她的颅骨钻了一个像新台币10元大小的洞口,置入唐诺修研发设备的感应器。这个感应器的大小约如瓢虫,内有100根小针,小针会插在哈契森的运动皮质,记录周围神经元所传出的讯息。一组固定在设备上的电线则穿过颅骨上的洞口,连结到贴在头皮上的金属连接器。
哈契森的手术伤口愈合后,布朗大学的研究人员推了几台电脑到她房里,在她头上的植入器接上传输线,把大脑发出的神经讯号传到电脑。但研究人员首先得让电脑能够辨识哈契森运动皮质里的讯号,再利用这些讯号移动萤幕上的游标。由于研究人员已经知道如何将大脑活动的讯号转化为动作,因此哈契森一试就成功了。两年之后他们将一只机器手臂连接到电脑,并把解读哈契森大脑讯息的程式加以改良,让手臂能够依照讯息上下前后地移动,也可以张开手指、握起拳头。