研究人员确定大脑如何控制机器人抓钩工具

抓住一个物体涉及复杂的大脑功能网络。首先，在大脑的专业区域进行视觉提示。然后，大脑的其他区域使用这些信号来控制手，以伸手去拿并操纵所需的物体。密苏里大学研究人员的新发现表明，随着时间的流逝，大脑的一个小脑可能会发挥关键作用。调查结果可能导致在受益于残疾人的辅助技术方面的进步。

“我们生活在一个先进技术的世界中，其中一个按钮可以移动起重机或打开门，”艺术与科学学院心理科学教授兼MU脑成像中心主任斯科特·弗雷（Scott Frey）说。“对于残疾人，辅助技术，例如机器人臂或插入的传感器脑，使得可以完成诸如按下按钮或直接通过的操作大脑活动;但是，关于如何人脑适应这些技术。我们发现大脑不一定会进化以控制现代机器人臂，而是小脑这是我们大脑中的一部分，一直保持相对不变，在帮助我们掌握这些工具方面起着至关重要的作用，通常只有最少的训练。”

在这项研究中，参与者完成了一系列涉及彩色木制块的普通覆盖范围和掌握任务。通过功能磁共振成像（fMRI）监测大脑的区域。然后，在一次培训课程中，参与者被介绍给一个机器人臂，该机器人在按下特定按钮时执行相同的触及和掌握任务。参与者被告知，第二天的任务将涉及通过MRI扫描仪内部的视频提要来控制机器人。

弗雷说：“我们发现证据表明大脑非常灵活，可以迅速调节将新的后果与各种运动联系起来。”“按下按钮是一个非常简单的动作，并不能自然会抓住。但是，在受试者得知按下一个按钮会导致对象用一个机器人手臂，相同的运动导致了大脑活动的截然不同的模式，而不是按照他们知道的相同的按钮对机器人的行为没有影响。花椰菜形小脑内的局部活性，或“小脑”坐在头部后部，急剧增加。这些发现表明，在寻求脑控制界面的潜在目标时，我们可能会寻找小脑。”

弗雷说，多年来，小脑是一种古老的结构，其神经元比大脑的其他组合多了，它被认为可以控制非常基本的运动和平衡功能。这项研究的结果为小脑在较高认知功能中的作用提供了进一步的证据。

这项研究是：“用按钮的按下掌握：人类前室内沟中的抓手选择反应取决于手动运动和最终效果效果的非肢体因果关系”，最近发表在认知神经科学杂志。

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