教授带你“逛“专业

当前位置:信息资讯 >> 校园动态

浙江大学10名学生组成的创新团队研究“动物导航系统”

发布日期:2006-12-14 18:03:00   来源:学生   阅读次数:4172

浙江大学10名学生组成的创新团队研究“动物导航系统”


 

      —— 让大白鼠按人的思维行走

    一个用透明塑料板搭建的“田”字格通道,悬空架设,离地将近一米。一只头顶芯片的大白鼠在田字中间的横道上摸摸索索地往前走,走到“十”字中间,面临多种选择的大白鼠却“不假思索”,来了个90度右转。
    生性胆小又恐高的大白鼠怎么一下子变得勇敢果断了呢?原来,浙江大学生物医学工程与仪器科学学院的张韶岷同学正通过电脑在遥控它。张韶岷按动手中用常规鼠标改制成的遥控器,大白鼠便按照“指令”左转右弯、爬楼梯、绕“8”字,甚至“勇敢地”奋身一跃,跳上30多厘米高的平台。
    让大白鼠按电脑指令完成这么多“规定动作”的,是一支由浙江大学4个学科的10位研究生组成的创新团队。
    在浙江大学去年开设的“西湖学术论坛”上,“脑机交互”被定为首次会议的主题。通俗地说,“脑机交互”就是通过实现计算机和人脑之间直接接收和发送信号来改变现有人机交互的方式。浙大生物医学工程专家郑筱祥教授在论坛上介绍了国际上脑机接口方面的最新进展。会后,她决定以国际前沿的动物实验来磨合学生创新团队。今年8月中旬,在郑筱祥的组织下,由浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、计算机科学与技术学院、医学院和材料与化学工程学院的10名学生组成的创新团队正式成立,专题研究“动物导航系统”。
    国际上对动物导航的研究并不鲜见,但研究没有完全实现大白鼠按照人类的要求行动,对动物导航,还有很多问题需要解决。学生团队成员决定利用各自的学科特长,分工合作,发现问题,各个击破。
    根据专业特长,创新团队分成医学、生物相关实验及系统组装等4个组别开展工作。经过反复设计和修正,他们设计并自制成功“无线压杆箱”,把对大白鼠的奖赏也通过电刺激来实现,从而提高了评价的精确度和手术电极定位的准确性。同时,他们还为白鼠设计了穿戴方便、舒适合体的马甲,将无线刺激器固定在白鼠背上,既保证了电极的稳定性,还实现了遥控,扩大了白鼠的活动空间和行动自由。
    他们设计以三对电极分别埋置在大白鼠的前脑内侧束和左右胡须区。电极的刺激增加了大白鼠的喜悦感,引起周围细胞的兴奋,给大白鼠一种虚拟的感觉。他们认为,这种基于电刺激的奖励比传统的食物奖赏更加敏感、更加有效,大白鼠在很短的时间内就可以学会并完成一些简单的任务。
    确定实验用房却费了些周折。最后,他们找到了大楼角落里的这间不到10平方米的泵房,各种粗粗细细的管路横陈其间,正好架实验台,还可以考验大白鼠是不是真的“听话”。很快,大白鼠买来了,并经过了行为学的初步筛选。随着电极制备成功,第一只大白鼠完成电极埋置手术,并顺利完成了“规定动作”的“表演”。随后,第二只、第三只。现在,第九只大白鼠也完成了相同的实验训练。
    实验成功的那一刻,创新团队的成员们别提多高兴了。他们说,想象一下,做对了动作的大白鼠感受到的愉悦,应该和我们是一样的。
    张韶岷介绍说,接下来,他们将准备改进大白鼠的背包,增加小型的摄像头或者有毒气体的传感器,便于动物完成一些特定工作。还打算将刺激器集成化和小型化,用新型的生物材料将电极和生物传感器植入到动物的体内。如果实验成功,在动物模型的研究基础上,就有希望扩展到人体康复工程的应用中。
    
   《人民日报》   单泠 高楚清2006-12-07

打印 | 关闭