2020年4月23日，美國巴泰爾科研中心和俄亥俄州立大學(xué)韋克斯納醫(yī)學(xué)中心的研究團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》上發(fā)文，他們成功利用腦—機(jī)接口（BCI）系統(tǒng)幫一位癱瘓患者恢復(fù)了手部觸覺。這項(xiàng)技術(shù)能捕捉到人所無法感知的微弱神經(jīng)信號(hào)，并通過發(fā)回受試者大腦的人工感覺反饋來增強(qiáng)這些信號(hào)，從而極大地優(yōu)化受試者的運(yùn)動(dòng)功能。

   這項(xiàng)研究的受試者是一位28歲的男子，名叫Ian Burkhart，他2010年在潛水時(shí)遭遇事故，損傷了脊髓。Burkhart 自2014年起一直參與“神經(jīng)生命”項(xiàng)目并與科學(xué)家合作，該項(xiàng)目旨在恢復(fù)他右臂的功能�？茖W(xué)家研發(fā)了一種裝置，通過他皮膚上的電極系統(tǒng)和植入他大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)域的微型電腦芯片來發(fā)揮功能。該裝置用電線繞過了他脊髓損傷的地方，將運(yùn)動(dòng)信號(hào)從大腦傳送到肌肉，在它的幫助下，Burkhart能夠控制自己的右臂和右手完成端起咖啡杯、刷信用卡等動(dòng)作，還可以玩吉他英雄（一款游戲）。

   研究者發(fā)現(xiàn)，雖然Burkhart的手基本沒有知覺，但當(dāng)手部皮膚受到刺激時(shí)，一個(gè)微弱的神經(jīng)信號(hào)仍然會(huì)傳進(jìn)他的大腦，只是它過于微弱，無法形成感知。對此，研究人員解釋道，即使像Burkhart這種臨床鑒定為脊髓完全損傷的人，往往也有幾束神經(jīng)纖維保持完整。在這篇論文中，研究團(tuán)隊(duì)介紹了如何將這些微弱的神經(jīng)信號(hào)增強(qiáng)到大腦能夠作出反應(yīng)的強(qiáng)度。

   研究人員通過觸覺反饋裝置，將觸碰時(shí)難以察覺的神經(jīng)信號(hào)人工地發(fā)回給Burkhart。觸覺反饋常用于手機(jī)或游戲手柄的振動(dòng)功能，以便讓用戶感覺到裝置在運(yùn)行。經(jīng)過改良的新系統(tǒng)可以利用人工觸覺反饋將Burkhart皮膚上的微弱/亞感知觸覺信號(hào)發(fā)送回他的大腦。

   BCI系統(tǒng)在改進(jìn)后帶來三個(gè)重要的好處：首先，它能讓Burkhart僅靠觸覺就能感知到物體，今后這可以幫他找到并撿拾自己看不見的物品；其次，該系統(tǒng)也成為首個(gè)同時(shí)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能與觸覺功能的BCI系統(tǒng)，而且受試者一旦在運(yùn)動(dòng)過程中感知到經(jīng)過增強(qiáng)的觸覺，便能擁有更強(qiáng)的控制感，做起事情也更快；第三，經(jīng)過這些改進(jìn)的BCI系統(tǒng)能夠感知握持或撿拾物體時(shí)所需的壓力，比如對泡沫塑料杯之類的易碎物品需要輕輕地拿，而撿起重物的時(shí)候則需要用力抓握。■