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揭秘《最强大脑》Dr.魏:中国最帅的科学家(组图)

www.sinoca.com 2014-01-05  果壳网


  魏坤琳发明的这个感应圈已经获得了专利。这个装置专门为肌肉严重萎缩的截肢病人利用“肌”电信号控制假肢而使用。魏坤琳供图。

  那长期截肢导致肌肉严重萎缩的人怎么利用“肌”电信号控制假肢呢?这就是第二个方向:更为敏感的电容感应假肢。把一个类似于袜套一样的设备套在断肢上,袜套和腿相接触的一圈置入感应电容,这样,哪怕肌肉所剩无几,只要腿发生微小的形变,都可以被电容测量出来,转变成对机器假肢的运动指令。

  魏老师拿着像腿箍一样的感应圈给我看,说这项发明已经获得了专利,我激动地想套上体验,他说:“你有腿,没法试……”

  从生活中找灵感进行基础科研

  最近一次去北大,见面他先引发话题:“我刚在Current Biology(《生物学进展》)发了一篇文章!”我说你怎么进军生物领域了?“基础研究是相通的嘛。我跑到工地找了好多民工,还去家政服务公司找没用过电脑的阿姨,给他们钱,让他们来实验室练习打地鼠!”魏老师是讲故事好手,这是第一次听他提起基础科研,也让人极有兴致。

  用电脑、上网,这些行为毋庸置疑改变了人类的认知方式。有了搜索引擎,我们的脑子不再储存具体知识,而是记忆这些知识存储的位置,甚至只记住“确实在哪里见过”。有一次,魏老师看到他的父母用鼠标,“手像鸡爪子一样紧张”,突然意识到,我们以为这么自然的动作,实际上却是个这么不自然的东西!他想看看,一双“自然手”变成“鼠标手”,到底产生了什么变化,人类通过这样的训练还获得了什么额外的本领。

  据统计,用电脑的人,平均一个星期点7400下鼠标(每周上班5天,上班时用电脑4小时,每分钟点6下就达到鼠标平均利用水平了,宅男宅女肯定远远超额……),考虑到重复动作的次数,这可真是一项了不起的训练。在这项训练中,我们必须把水平的手的动作,映射到垂直的屏幕上,最关键的是,如果换一个屏幕大小不同、鼠标移动程度不同的电脑,不需要重新训练几千次,只要再点几下,手和脑就能立刻校准,适应新的映射。这种“触类旁通”的能力,在认知科学领域叫“运动泛化”。人们日常完成的几乎所有动作,都多亏了运动泛化能力:小孩学会走自家楼梯之后,很快就能迈上其他台阶;骑车的时候可以立即适应撞歪的车把;咖啡喝了几口,杯子质量变了,你也能顺利把它放到桌上,而不会朝上扔出去……

  魏老师找来用过鼠标和没用过鼠标的民工,在手之上放置挡板,让眼睛看不到手的运动。他们发现,用过鼠标的民工,能更快地泛化手的动作,哪怕偏离很大的角度(鼠标手朝前运动,屏幕的光标不像常规那样朝上,而是朝下运动)也能很快学会;通过打地鼠训练,魏老师成功地让以前没有用过鼠标的民工,也都成了运动泛化的好手。

  我问他:“基础研究确实很好玩,但和你做的康复科学研究有什么关系呢?”他说:“人的泛化能力实在太高超,但泛化也是可以学习并且需要学习的。之前的康复学往往忽视这一点,病人在康复科做很多训练,花很大的气力,但回家之后,仍然不能用手拧开门锁,或者端起炒锅。只有把对泛化的训练考虑到康复的过程中,才能让康复的成果更好地回归到实际生活中。“

  “总的来说,我这个学科,学习的是人脑如何学习。除了泛化,人脑还非常善于找最优解和次优解:比如扔铅球,从来不需要先计算角度和初速度,几下就能试出怎么能把铅球扔到最远处,也就是找到了最优解,或者几下试出如何用“错误动作”也把球扔得特别远,就是找到了次优解……当然这时教练就得发挥作用,让你从这个比较有效的次优解,跳到最优解——我也在研究这个内容。人脑的学习方式就是这么高超和有效,这正是目前的机器望尘莫及的,所以,未来的人类,要充分开发人机交互界面(Brain-Machine Interface),就必须更充分地研究我们的大脑!”

  坐在我面前的魏坤琳神采飞扬、语速飞快、思维跳跃,而真实生活中的他,工作规律,并勤奋耕耘。说到最后,他突然一顿,摇摇头微笑说:“唉!想法太多,顾不上做!”

  “科学是我唯一的评判标准”

  今年,我终于履行了三年前的诺言。江苏卫视《最强大脑》节目组找到果壳,让我们推荐一个“懂大脑”的科学家参与他们的节目,这是极大的挑战:一方面,这位科学家需要懂得如何让科学娱乐化;另一方面,要反低俗化。我讲明前因后果,魏坤琳竟然真的从几乎没有空隙的工作中再抽出时间来,欣然接受邀约。

  在节目中,他似乎是没有人情味的科学家:一个为所有评委和观众带来感动故事的小姑娘,却惟独被他打了最低分。他说“我知道我的打分,肯定会让我成为‘人民公敌’。”但同样也是他,在拍摄团队拖延时间的时候,为这个选手打抱不平,大声叫“这会让选手丧失空间记忆”。我从远远的大屏幕上看着他,从来没有如此而骄傲,我敢说他一定是中国电视上出现过的最酷、最帅的科学家。“科学是我唯一的评判标准。”他坚定发话,脸上是笃定的自信与严谨——全场掌声雷动。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/



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