瘫痪少年 钢铁侠 ，如何能够为世界杯开球 (巴西世界杯首场比赛视频)
瘫痪少年 钢铁侠 ，如何能够为世界杯开球 (巴西世界杯首场比赛视频)
2014年巴西世界杯的开幕式，是大脑控制外骨骼研究的一个绝佳的实验场地，残疾少年将身披接驳进大脑的机械外甲，开出这一全球盛宴的之一脚球。
《环球科学》连线“绿荫场钢铁侠”缔造者、杜克大学医学院神经科学教授米格尔·尼科莱利斯（Miguel Nicolelis），为你讲述“脑-机接口机械战甲”的研发之路。
注：相关揭秘视频，请点击
2014年巴西世界杯的首场比赛，吸引全世界数十亿观众目光的，绝对不只是巴西队的进球和罚下对手的红牌。这一天，我所在的美国杜克大学的实验室——专门研制用脑电波控制机械假肢的技术，将与欧洲和巴西的同道一起，为脑-机接口技术、瘫痪治疗史，树立一座新的里程碑。
巴西世界杯开球少年的双腿上，将包裹一套我们称之为“外骨骼”（exoskeleton）的机甲装备。在足球场上，由瘫痪少年的大脑发出的行动信号，经无线传输到背包内一台笔记本大小的计算机装置中，进而让瘫痪少年迈出具有历史意义的一步。这台计算机将把大脑电信号转换成数字化的行动指令，让外骨骼首先稳住球员身体，然后诱导机械腿在平整的草坪上协调地做着前后运动。当球员发现脚和足球接近时，想象着用脚去踢它，300毫秒之后，脑信号就会命令外骨骼上的机械脚以巴西式的踢法，将球勾起，向上抛出。
这一革命性技术的科学展示，将给全球数十亿观众传递一个讯息：大脑控制机器已不仅仅是实验室的演示和技术幻想，因外伤或疾患致残的残疾人，很可能再次获得行动能力。
未来十年，我们也许会研发出一种技术，将机械、电子或虚拟机器与大脑相连。这项能够恢复行动力的技术，不仅给交通事故和战争受害者带来希望，也会使渐冻症（肌萎性脊髓侧索硬化症）、帕金森病和其他运动障碍患者获益，例如在伸肘、握拳、行动或语言上有障碍的病人。
除了帮助残障人士，科学家还能用神经假肢装置（Neuroprosthetic device，也称脑－机交互设备）做更多的事，比如通过增强正常人的感知和运动能力，以一种革命性的方式去探索世界。人们或许可以用脑电波控制大大小小的机械装置，远距离遥控飞艇，甚至与他人分享思维和感觉，形成以大脑为基本单元的 *** 系统。
【会思考的机器】
慕尼黑工业大学的戈登·陈（Gordon Cheng）致力于轻便机甲套装的设计，他也是“重新行走项目”（Walk Again Project）的发起者之一。该项目是由杜克大学神经工程中心、慕尼黑工业大学、瑞士联邦理工学院以及巴西埃德蒙与莉莉·萨夫拉国际纳塔尔神经科学研究所（Edmond and Lily Safra International Institute of Neuroscience of Natal）等世界顶级科研机构共同发起的非营利国际合作项目。
“重新行走项目”的基础，可以追溯到20世纪60年代，科学家在那时之一次尝试探索动物大脑：如果能将神经信号输送至计算机，计算机能否发号指令，启动机械装置？
1990年至2010年间，我和杜克大学的同事共同创建了一种 *** ，将数百个发丝般细柔的传感器，即℡☎联系：细线（microwire），植入大鼠和猴子的大脑。过去20年中，我们已经证实，灵敏的℡☎联系：细线可以探测到额叶和颞叶皮层中，成百上千个神经元发出的℡☎联系：弱电信号（即动作电位），而额叶和颞叶皮层正是自主运动的主要控制脑区。
过去10年，研究人员一直在动物实验中，通过上述脑—机接口，利用大脑信号驱动机械臂、手和腿。2011年，我们实验室取得突破性进展：两只猴子学会了利用神经信号，控制电脑中的虚拟手臂去抓取虚拟物体，而更让我们感到惊喜的是，每只猴子的大脑都接收到了虚拟手臂在抓取虚拟物体时产生的触觉信号。利用计算机软件，我们可以训练动物，让它感觉它用虚拟手指触摸的物体是什么样子。
现在，众多神经科学家、机器人学者、计算机专家、神经外科和康复科医生参与的“重新行走项目”，已经开始采用我们的研究成果，用以建立一种全新的训练和康复手段，教会严重瘫痪患者如何使用脑—机交互装置，重新获得全身运动的能力。
事实上，在开球“钢铁侠”走上2014年世界杯开幕式之前，科学家首先得在一间先进的虚拟—现实房间内进行实验，即所谓的洞穴状自动虚拟环境（Cave Automatic Virtual Environment），这个房间内，四周墙壁、地板和屋顶都会装上显示屏。参加这项研究的受试者会戴上3D眼镜和头罩，这种头罩可以通过脑电图和脑磁图，以无创的方式检测受试者的脑电波（由于是测试之一代技术，受试者为体重较轻的青少年）。戴上之后，受试者就会进入一个朝着四周延伸的虚拟环境，学会如何通过意识来操控虚拟身体。虚拟身体的动作会逐渐变得复杂，最终可以完成一些精细的动作，比如崎岖的路面上行走，或者打开一罐虚拟果冻。
【探测神经元信号】
操纵外骨骼，就不像控制虚拟身体那么容易，因此涉及的技术和相关训练会复杂一些。一个必需的步骤是，要把电极直接植入瘫痪患者的大脑中，才能控制机械假肢。而且在放置电极时，不仅要把电极植入颅骨下的脑组织内，而且还要能同时探测大脑皮层上的更多神经元。
运动皮层（位于额叶）是大脑内负责产生运动指令的区域，它发出的指令通常会传递到脊髓，控制和协调肌肉活动，因此很多电极都会植入运动皮层（一些神经科学家认为，通过脑电图等无创手段来记录大脑活动，可以反映出意识和肌肉之间的对应关系，但目前这个想法还没有实现）。
我们小组的成员之一、杜克大学的加里·里修（Gary Lehew）设计了一种新的传感器：记录魔方（recording cube）。我们将它植入大脑后，便可探测大脑皮层中各个方向上的神经信号。记录魔方不像先前℡☎联系：电极阵列，只有电极的尖端能记录神经元信号，它可以沿着中轴，扩展出℡☎联系：细线，感知上、下及周边的神经信号。
我们现在的记录魔方已经囊括了超过1 000个有效的记录℡☎联系：细线。按照一个℡☎联系：细线至少记录4～6个神经元的信号来计算，每个魔方可以捕捉4 000～6 000个神经元的电活动。假如我们在负责高级运动和决策的额叶和顶叶皮质区，植入多个魔方，那么我们就能够同时获得上万个神经元的信号。根据我们的理论模型，这些应该足够操控外骨骼，赋予双腿活动能力，让瘫痪患者恢复自主运动。
要处理来自传感器的海量数据，我们还要为瘫痪患者专门研制新一代神经芯片。这些芯片与℡☎联系：电极一同植入患者大脑后，它们就可以提取出控制全身外骨骼所需要的初始运动指令。
当然，检测到大脑信号后，还需要传递给假肢。杜克大学的蒂姆·汉森（Tim Hanson）博士构建了一个拥有128个频段的无线记录仪，配备有可植入颅骨内的传感器和芯片，这些芯片可以把记录到的脑电波传送到远程接收器上。
将来，记录到的数据会通过无线装置，传输到瘫痪患者背包内的小型计算处理单元中，多个数字处理器将运行各式软件，把运动信号翻译成数字命令，用以控制机械外套上的各个活动部位（即致动器）——关节，以及调整机械假肢位置的各种硬件装置。
【来自大脑的指令】
在数字指令的驱动下，穿着外骨骼的患者会逐渐迈开步子，调节自身行进的速度，甚至可以屈膝、弯腰、爬楼梯。外骨骼的机电回路（electromechanical circuit）可以直接调整假肢的位置，不需要神经信号的参与。
这种类似太空服的机械外套，不仅穿起来舒适灵活，还能支撑起穿着者的身体，起到替代脊髓的作用。通过充分利用源于大脑信号的控制指令与致动器的电子反馈间的相互作用，脑－机交互装置能让瘫痪患者在世界杯上，凭着自己的意志在球场上奔跑。
理想的机械外套不仅能赋予瘫痪患者活动的能力，还能感知脚下的地面。在外套上融入既可以检测特定动作的力度，又能将来自外套的信号反馈给大脑的℡☎联系：型传感器，科学家就能让机械外套“复制”出触觉和平衡感。这样一来，瘫痪患者就能感觉到脚趾与足球间的接触了。
球员的身体一旦与外骨骼发生作用，大脑便会把这个机械外套当作球员身体的一部分。在训练时，球员通过与地面的连续接触，感知机械腿的位置，积累了感觉经验，从而能够在球场或人行道上熟练地迈开步子。
当然，在此项研究应用到人体之前，我们不断地在动物身上了进行严格的实验。无论是在巴西、美国还是欧洲，这项研究必须经过监管机构的严格测试，确保科学和道德上的合理性。对于巴西科学界来说，这项成果即便出现了一些不确定性因素，纵使之一次公开亮相的时间很短，但像这种史上少有、具有里程碑意义的研究成果，也足以吸引学者们的眼球。
（作者：米格尔·尼科莱利斯是神经假肢领域先驱，杜克大学医学院神经科学教授，“重新行走”计划负责人；翻译：栾兴华是北京大学医学部神经病学博士，上海瑞金医院神经内科医师）
历届世界杯首场比赛结果如下：
1、1930年乌拉圭世界杯：乌拉圭1-0秘鲁。
2、1934年意大利世界杯：意大利7-1。
3、1938年法国世界杯：法国3-1比利时。。
4、1950年巴西世界杯：巴西4-0墨西哥。
5、1954年瑞士世界杯：瑞士2-1意大利。
6、1958年瑞典世界杯：瑞典3-0墨西哥。
7、1962年智利世界杯：智利3-1瑞士。
8、1966英格兰世界杯：乌拉圭0-0英格兰。
9、1970墨西哥世界杯：墨西哥0-0苏联。
10、1974年西德世界杯：西德1-0智利。
11、1978年阿根廷世界杯：阿根廷2-1匈牙利。
世界杯
世界杯赛程分为预选赛阶段和决赛阶段，两个阶段世界杯预选赛阶段分为六大赛区进行，分别是欧洲、南美洲、亚洲、非洲、北美洲和大洋洲赛区，每个赛区需要按照本赛区的实际情况制订预选赛规则。
而各个已报名参加世界杯的国际足联（FIFA）会员国（地区）代表队，则需要在所世界杯在赛区进行预选赛，争夺进入世界杯决赛阶段的名额。
半决赛-克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案
2014-07-09 05:48:29 来源: 网易体育 有67904人参与分享到
世界杯半决赛，德国上半场18分钟内连进5球，下半场许尔勒再进两球，最终以7-1大比分击溃巴西，克罗斯及许尔勒均梅开二度，穆勒、克洛泽以及赫迪拉也收获进球，其中K神以16球打破大罗保持的世界杯进球纪录，为巴西扳回一球的是奥斯卡。
网易体育7月9日报道：
北京时间7月9日凌晨4点，世界杯首场半决赛在东道主巴西与德国之间展开，结果，德国7-1取胜，克罗斯及许尔勒各进两球，穆勒、克洛泽及赫迪拉也取得进球。克洛泽以16球打破罗纳尔多保持的世界杯进球纪录，奥斯卡终场前为巴西扳回一球。德国提前晋级决赛，将迎战阿根廷及荷兰的胜者。【 输了也爱你，设计海报为巴西队加油赢正品球衣足球 】
克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案 *** （CNTV） 自动轮播
半决赛-克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案 半决赛-克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案29′赫迪拉进球杀死比赛 半决赛-克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案90′奥斯卡射门打进安慰球 半决赛-克洛泽超越大罗 德国7-1巴西造世纪惨案26′克罗斯抢断破门梅开二度
点击查看更多精彩视频
1/180
大卫路易斯擦拭泪水
大卫路易斯擦拭泪水
大卫路易斯痛哭流涕
蒂亚戈席尔瓦安慰大卫路易斯
大卫路易斯擦拭泪水
蒂亚戈席尔瓦拥抱大卫路易斯
大卫路易斯茫然不知所措
大卫路易斯古斯塔沃掩面痛哭
大卫路易斯倒地痛哭
巴西队以一种近乎耻辱的方式告别了家门口的世界杯，奥斯卡倒地痛哭
德国队疯狂庆祝胜利，奥斯卡掩面痛哭
奥斯卡倒地掩面痛哭
拉姆安慰痛哭的奥斯卡
奥斯卡掩面痛哭
奥斯卡黯然神伤
奥斯卡擦拭泪水
奥斯卡泣不成声
斯科拉里安慰奥斯卡
拉米雷斯球衣掩面
费尔南迪尼奥难掩悲痛
塞萨尔呆坐场上
塞萨尔倒地绝望
塞萨尔难掩失落
塞萨尔落寞离场
这或许是塞萨尔最后一届世界杯了，竟然以这样意想不到的方式告别世界杯
塞萨尔以一种近乎悲情的方式告别世界杯
施魏因斯泰格与穆勒安慰丹特
古斯塔沃掩面哭泣
古斯塔沃难以释怀
老将麦孔安慰古斯塔沃
斯科拉里安慰古斯塔沃
惨败出局，伯纳德一脸迷茫
马塞洛痛苦掩面
马塞洛失落不已
弗雷德伤心不已
弗雷德悻悻离去
斯科拉里难以直视
斯科拉里悲伤不已
穆勒安慰斯科拉里
勒夫安慰斯科拉里
勒夫安慰老帅斯科拉里
巴西球员脸上写满不甘
巴西众将脸上写满不甘
巴西队员不知所措
比赛结束斯科拉里安慰弟子
比赛结束巴西队致谢球迷
巴西队致谢球迷
德国队昂首晋级决赛
施魏因斯泰格疯狂庆祝胜利
诺伊尔庆祝胜利
许尔勒致谢球迷
克洛泽致谢球迷
诺伊尔拥抱许尔勒
第90分钟奥斯卡破门，为巴西队打进挽回颜面的一球
第11分钟，克罗斯开出右侧角球，穆勒在球门区内无人盯防的情况下轻松抢点破门，1-0！德国取得梦幻开局。
穆勒挥拳庆祝进球，这是他本届世界杯的第5个进球
穆勒与厄齐尔庆祝进球
第23分钟，克洛泽推射建功，为德国队扩大领先优势，德国2-0巴西
克洛泽破门瞬间
克洛泽庆祝进球，这是他的第16粒世界杯进球克洛泽凭借此球打破大罗保持的世界杯进球纪录。
克洛泽宝刀不老
克洛泽张开双臂庆祝进球
克洛泽滑跪庆祝进球
第24分钟，德国再进一球，这次破门的是克罗斯，厄齐尔直传，拉姆右边路送出精准传中，中路包抄的穆勒抢射没有踢到，后点跟进的克罗斯左脚凌空抽射破门，3-0。
克罗斯庆祝进球
第25分钟，德国队继续进球，克罗斯中场抢断，与赫迪拉完成撞墙配合，后者回做，克罗斯低射进球，4-0。
1分钟内梅开二度，克罗斯激动不已
第29分钟，比分继续扩大，赫迪拉带球到禁区边缘，斜塞给厄齐尔，后者再回做，赫迪拉推射空门得手，5-0。
巴西队和德国队历史交锋9次，巴西队以5胜2平2负的战绩占据优势，巴西队打进21球失13球。两队在世界杯的历史上仅有1次交手记录，2002年日韩世界杯决赛，罗纳尔多梅开二度，巴西2-0取胜。两队最近一次交手是 2011年8月10日的国际友谊赛，德国凭借施魏因斯泰格、格策以及许尔勒的进球3-2击败巴西。首发阵容方面，巴西用小将伯纳德代替因伤缺阵的内马尔。【 走访圣保罗足球博物馆，玩℡☎联系：视频竞猜赢正品球衣 】
第7分钟，厄齐尔左路传中，赫迪拉禁区边缘右脚劲射，但却打中本方球员的后背弹出。第12分钟，克罗斯角球开至禁区，穆勒无人干扰下的右脚凌空垫射打进球门，1-0。第17分钟，拉姆禁区内背后放倒马塞洛，主裁判没有判罚点球，巴西球员纷纷上前理论，但于事无补。第23分钟，德国扩大比分，建功的是克洛泽，右边路传中制造威胁，克罗斯直塞，穆勒横向切入做给克洛泽，后者的推射被塞萨尔挡出，但他得球再射破门，2-0，克洛泽凭借此球打破大罗保持的世界杯进球纪录。
第24分钟，德国再进一球，这次破门的是克罗斯，厄齐尔直传，拉姆右边路送出精准传中，中路包抄的穆勒抢射没有踢到，后点跟进的克罗斯左脚凌空抽射破门，3-0。第26分钟，德国队继续进球，克罗斯中场抢断，与赫迪拉完成撞墙配合，后者回做，克罗斯低射进球，4-0。第29分钟，比分继续扩大，穆勒中场抢断直塞，赫迪拉带球到禁区边缘，斜塞给厄齐尔，后者再回做，赫迪拉推射空门得手，5-0。
第38分钟，古斯塔沃禁区前沿右侧踢倒克罗斯，送给德国任意球机会，厄齐尔左脚弧线球高出门楣。第42分钟，路易斯前插直传，奥斯卡左路突入禁区横带打门，被德国后卫挡出。上半场战罢，德国5-0暂时领先。上半场战罢，德国5-0暂时领先，18分钟内的5粒进球让东道主瞬间崩溃。
下半场伊始，双方均作出调整，德国用默特萨克换下胡梅尔斯，巴西则连换两人，保利尼奥及拉米雷斯换下浩克及费尔南迪尼奥。第51分钟，弗雷德禁区边缘直塞，拉米雷斯底线传中，诺伊尔抢在奥斯卡包抄之前将球打出。第52分钟，拉米雷斯妙传，弗雷德禁区中央右脚低射，再度被诺伊尔封出。第53分钟，拉米雷斯头球点传，保利尼奥禁区左侧连续两脚打门都被诺伊尔扑出。
第58分钟，许尔勒出场换下克洛泽。第59分钟，巴西队的直塞被德国后卫阻截，皮球落到弗雷德脚下，但他的低射绵软无力，被诺伊尔轻松没收。第60分钟，克罗斯短传，穆勒弧顶前沿拿球转身，左脚弧线球射球门上角，被塞萨尔飞身单掌托出底线。第67分钟，古斯塔沃塞球，伯纳德禁区右侧斜传，保利尼奥倒钩射门打偏。第68分钟，丹特背后踢倒穆勒，吃到黄牌。
第69分钟，德国又一次进球，破门的是替补登场的许尔勒，拉姆禁区右侧横传，许尔勒小禁区前沿右脚推射建功，6-0。第77分钟，德拉克斯勒出场换下赫迪拉。第79分钟，许尔勒梅开二度，穆勒左路传中，许尔勒插入禁区右脚卸球，左脚凌空抽射，皮球碰横梁下沿弹入网窝，7-0，再度被破门，让巴西门将塞萨尔流下泪水。第90分钟，巴西扳回一球，马塞洛后场过顶直传，奥斯卡禁区内横带摆脱博阿滕，右脚射球门左侧得手，7-1。
全场比赛战罢，巴西1-7惨败，遭遇世界杯最惨失利，史上最耻辱惨败，这是一场世纪惨案！而德国人完美地复仇了2002年世界杯决赛的失利。
巴西（4231）：12-塞萨尔/23-麦孔、4-路易斯、13-丹特、6-马塞洛/17-古斯塔沃、5-费尔南迪尼奥（46’8-保利尼奥）/7-浩克（46’16-拉米雷斯）、11-奥斯卡、20-伯纳德/9-弗雷德（71’19-威廉）
德国（4231）：1-诺伊尔/16-拉姆、20-博阿滕、5-胡梅尔斯（46’17-默特萨克）、4-赫韦德斯/6-赫迪拉（77’14-德拉克斯勒）、7-施魏因斯泰格/8-厄齐尔、18-克罗斯、13-穆勒/11-克洛泽（58’9-许尔勒）
巴西之一场世界杯的比赛是1930世界杯巴西一比二负于南斯拉夫，替巴西打进世界杯首粒进球的球员叫若奥-普雷金霍。
