當(dāng)談到假肢，你不可能強(qiáng)過天行者盧克在美國電影《星球大戰(zhàn)》中使用的那只“手”。這個(gè)機(jī)械手不但能夠讓他靈活地?fù)]舞激光劍，甚至每根手指在受傷時(shí)都能感覺到疼痛。盡管現(xiàn)實(shí)生活中由大腦控制的假肢能夠幫助截肢者撿起一根鉛筆，然而如何讓假肢真的產(chǎn)生觸覺卻依然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。如今，通過向大腦的運(yùn)動(dòng)和感覺區(qū)域植入電極，研究人員創(chuàng)造了一個(gè)讓猴子僅用意念控制的虛擬假肢，并讓它們能夠感受到虛擬的紋理。

　　美國北卡羅來納州達(dá)勒姆市杜克大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家Miguel Nicolelis的研究團(tuán)隊(duì)之前曾開發(fā)出一種所謂的大腦—機(jī)器界面。然而Nicolelis說，這些系統(tǒng)中的一個(gè)陷阱便是“沒有人能夠關(guān)閉控制一個(gè)假肢與感到物理觸覺之間的循環(huán)”。因此他和同事決定利用一種虛擬系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)“大腦—機(jī)器—大腦”界面。

　　研究人員向一只猴子的大腦中植入了兩組微型電極——一組位于運(yùn)動(dòng)控制中心，另一組則安放在處理左前肢物理觸覺的軀體感覺皮質(zhì)中。利用第一組電極，猴子能夠在一張電腦屏幕上控制一條虛擬的假肢，并用手觸摸由不同“材質(zhì)”制成的虛擬盤子。其間，第二組電極則向大腦的感覺中心釋放了一連串的電脈沖。一種低頻脈沖表明是一種粗糙的紋理，而高頻脈沖則代表了一種細(xì)膩的紋理，并且猴子很快便學(xué)會(huì)了辨識(shí)這種差別。

　　通過在確認(rèn)正確的紋理后給予猴子獎(jiǎng)勵(lì)，研究人員發(fā)現(xiàn)，只需要4個(gè)訓(xùn)練步驟便可以使這些靈長類動(dòng)物辨別不同碟子的紋理，即便在屏幕上打亂虛擬碟子的順序也是如此。研究人員隨后將電極移植到另一只猴子的大腦中負(fù)責(zé)處理下肢觸覺的區(qū)域中，并最終得到了相同的結(jié)果。

　　研究人員在最新出版的《自然》雜志上報(bào)告了這一研究成果。

　　Nicolelis指出，盡管這些猴子都已成年，但其大腦的運(yùn)動(dòng)和觸覺區(qū)域仍然具有令人驚訝的可塑性——看到自己控制一個(gè)假肢和感到物理觸覺的結(jié)合，讓它們“在幾分鐘之內(nèi)”便認(rèn)為這個(gè)虛擬的假肢屬于自己。并且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，猴子原有的觸覺并未受到任何影響。Nicolelis表示：“大腦正在創(chuàng)造第六感。”

　　研究人員說，這項(xiàng)研究的最終目的就是能為癱瘓病人提供一套設(shè)備，讓他們不僅能用大腦意念來控制這些假肢的行動(dòng)，還能感受到“手”和“腳”上傳回的感覺。

　　美國芝加哥大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家Sliman Bensmaia認(rèn)為：“這一成果顯然是大腦—計(jì)算機(jī)界面研究領(lǐng)域的一座里程碑?！彼f，在正在研制的大量機(jī)械臂中，即便是那些先進(jìn)的也往往忽略了觸覺的重要性。Bensmaia說：“感官反饋是做任何事情的關(guān)鍵?！奔词瓜衲帽舆@樣的簡單動(dòng)作也需要大量的反饋，從而讓佩戴者不會(huì)滑落或捏碎杯子。

　　但是Bensmaia認(rèn)為這項(xiàng)研究剛剛起步。一條生物學(xué)手臂要接受無數(shù)的信息，不僅有材質(zhì)上的，還有溫度及其在空間所處的位置等。