科技日報記者 張佳欣
一項發(fā)表在《科學》雜志上的新研究，為脊髓損傷患者恢復復雜觸覺感知帶來了前所未有的希望。瑞典查爾姆斯理工大學研究團隊首次推出一種可安裝在椅子或輪椅上的腦控仿生手設備。這種新型腦機接口設備將體外仿生手和大腦刺激技術相結合，可再現(xiàn)迄今為止最復雜的觸覺感知。
團隊通過植入大腦的電極中的特定微刺激模式，能夠編碼手部的自然觸覺感知。這一創(chuàng)新使脊髓損傷患者不僅能用大腦控制仿生手臂，還能感受到邊緣、形狀、曲率、運動和三維形狀相關的觸覺感知，這在醫(yī)學領域是一項重大突破。
團隊表示，他們“進入了人工觸覺的新境界”，這種豐富的感知對于實現(xiàn)人類手部特有的靈巧度、操作能力和高度立體的觸覺體驗至關重要。
在這項研究中，通過兩名腦機接口受試者大腦感覺和運動區(qū)域的植入物，團隊記錄并破譯了受試者大腦中與手臂和手運動意圖相關的電活動。然后，受試者被連接到仿生手，僅憑自己的思維就可以控制仿生手。由于仿生手裝有與腦植入物通信的傳感器，團隊可通過仿生手將與觸覺相關的復雜的感覺翻譯并發(fā)送到受試者的腦植入物中。
過程中，受試者能夠完成一系列需要豐富觸覺感知的復雜實驗，如感覺到物體的邊緣以及指尖運動的方向等。這意味著受試者現(xiàn)在有可能用仿生手臂更準確地完成以前無法完成的復雜任務，比如拿起物體并將其從一個位置移動到另一個位置。此外，為了實現(xiàn)復雜觸覺感知的傳遞，研究人員通過植入物直接在受試者大腦中輸入特定刺激，從而提供更加生動的感官反饋和體驗。
這項研究只是脊髓損傷患者能夠感受到復雜觸覺感知的第一步。為了捕捉并傳遞所有復雜觸覺特征，還需要更復雜的傳感器和機器人技術（如仿生皮膚）以及用于刺激的植入式技術的進一步發(fā)展。
總編輯圈點
2021年的生理學與醫(yī)學諾獎，頒給了發(fā)現(xiàn)觸覺受體的科學家。人類搞清楚外部的機械刺激如何轉化為神經(jīng)沖動之后，實現(xiàn)人工觸覺就只是早晚的問題。近年來，圍繞人工觸覺的前沿成果比比皆是，如今，植入大腦的芯片和機械手臂相結合，讓大腦通過另一種渠道有了觸感，并可以操作機械手。未來，除了肢體障礙人士將受惠于這一技術；機器人也將如虎添翼，機械手的敏感與精確，或許會超過能工巧匠。沒有天賦之手，我們也能觸摸世界。
