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2021-06-01作者：医学论坛报秋宇资讯

病例非原创

2004年一个寒冷的雨夜，18岁的内森·科普兰（Nathan Copeland）遭遇了人生的最大梦魇。一场车祸折断了他的脖子，让他自此四肢瘫痪，锁骨以下的部位也永远失去了知觉。大一的他被迫退学，人生偏离了预定的航道。

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图片来源：UPMC and University of Pittsburgh Schools of the Health Sciences

今天，内森成了《科学》杂志的主角。在一项研究里，科学家们使用脑机接口技术，为他装上了一只凭借意念就可以操纵的机械手。更为科幻的是，他的这只机械手居然还能带来触觉！

对于身体健全的人来说，触觉好像没有什么值得夸耀的。但仔细想想，触觉对于理解我们身边的环境，其实有着非常重要的作用。比如我们拿起一瓶水，不用眼睛看，就可以知道水大概有多少，是热是冷，是否漏了。在日常生活中，触觉更是能让我们第一时间感知到是否抓牢了某样东西。

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但对于内森这样的瘫痪患者，触觉是一种奢望。能用意念控制机械手已经很幸运了，怎么还敢奢求冷冰冰的机械手能带来触觉呢？

但对科学家们来说，只能移动，没有触觉的机械手远远谈不上成功。想要精准控制肢体，其实需要大脑和身体的双向神经交流。我们不光需要大脑去操纵肌肉和关节，还需要视觉和触觉做出反馈。

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▲本研究的示意图（图片来源：研究附图）

为此，研究人员们在内森的大脑里植入了一些芯片。这些位于大脑运动皮层和体感皮层的芯片不仅能让他操纵机械手，还能让他得到触觉上的反馈。研究人员们说，这就好像是健康人所拥有的神经环路。

这些触觉真实吗？内森坦言和自己记忆里的“自然”触觉相比，机械手带来的感受并不完全一样。“感觉像是有压力，以及很轻的刺痛，”内森说道，“但它不会给我带来困扰。”

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▲提供触觉刺激（左）可让内森快速抓取多种不同形状的物体。值得一提的是，这些都是用意念操纵的机械手（图片来源：研究附图）

但即便是这种不自然的触觉，也对内森的生活带来了很大的变化。《科学》的这篇论文里提到，研究人员要求内森从一个桌子上拿起不同的物体，再放到另一个升高的平台上。没有触觉的时候，他完成任务的中位时间是20.9秒。而带上触觉后，时间缩短了一半，只有10.2秒。

研究人员们说，原先内森只能用视觉来判断是否抓住了物体。有了触觉的协助后，他完成任务的效率高多了。

“即便是有限、不完美的感觉，也能显著提高他的测试表现，”通讯作者Robert Gaunt教授说道，“要让这些感觉更真实，让这种技术进入人们的家庭，我们还有很长的路要走。但我们越接近重塑正常的大脑信号输入，我们就能取得更好的结果。”

来源：学术经纬

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