據外媒報道，巴特爾研究中心和俄亥俄州立大學微克斯納醫學中心的一組研究人員近日在《細胞》雜誌上發表文章稱，他們可以使用腦機交互（BCI）系統，來恢復脊髓嚴重損傷的研究參與者的手部知覺。該技術利用幾乎無法察覺的微小神經信號，通過人工知覺反饋增強後，再傳遞回參與者，從而極大地豐富運動功能。
「我們正在研究亞知覺接觸活動，然後將其提升為有意識的感知，」巴特爾研究中心的首席研究科學家兼論文一作帕特里克·甘澤（Patrick Ganzer）說，「我們在研究過程中，看到了一些功能上的改善。當我們第一次恢復患者的觸覺時，真的非常不可思議。」
參與研究的患者是一名28歲的男性，叫伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）。2010年，他在一次潛水事故中脊髓神經受損。自2014年以來，伯克哈特一直在與研究人員合作，參與一項名為NeuroLife的項目。該項目旨在恢復他右手手臂的功能。他們開發的設備通過皮膚上的電極系統和植入他運動皮層的微型計算機芯片進行工作。該裝置可以通過有線方式，繞過受損的脊髓神經，將運動信號直接從大腦傳遞到肌肉，從而讓伯克哈特可以充分控制自己的手臂和手，比如拿起咖啡杯、刷信用卡和玩吉他遊戲。
「直到現在，由於缺乏知覺反饋，伊恩有時候還是會覺得自己的手不像自己的，」甘澤說，「除非密切關注自己的動作，不然他控制自己的手也有些困難，這非常需要集中注意力，因此也讓簡單的多任務幾乎無法完成，比如邊看電視邊喝蘇打水。」
研究人員同時發現，盡管伯克哈特的手上幾乎沒有知覺，但是當他們刺激他的皮膚時，仍有神經信號被傳送到他的大腦——只不過信號太微弱，大腦無法感知罷了。甘澤解釋說，即使像伯克哈特這樣被認為是「臨床上脊髓神經徹底損傷」的人，在他們體內，也幾乎總會有幾束神經纖維仍舊完好無損。發表與《細胞》上論文解釋了，他們如何把這些信號增強到大腦可以感知的水平。
亞觸摸信號通過觸覺反饋人工地送回伯克哈特大腦。觸覺反饋的常見例子是手機或遊戲手把的震動，以讓用戶有所感覺。新的系統可以把來自伯克哈特皮膚的亞觸摸信號，通過他可以感知的人工觸覺反饋，傳導回他的大腦。
腦機交互系統的進步帶來了三大重要改進。首先，它們讓伯克哈特可以僅靠觸摸就准確地識別物體：未來，這可以被用來在無法看見的情況下，尋找和撿起物體。其次，該系統也是第一個能夠立即恢復運動和觸覺的腦機交互系統，這種在運動過程中可以感知觸覺的能力讓他擁有更好的控制感，從而可以更快地做事情。最後，這些改進可以讓腦機交互系統感應出，在處理一件物體或撿起一樣東西的時候，需要施加多少壓力——比如，輕輕地撿起容易壓壞的塑料杯子，但是在拿起重物的時候多用點力。
研究人員的長期目標是開發一種在家庭環境下，也能像在實驗室里同樣有效的腦機交互系統。他們正在努力開發下一代方便穿脫的袖筒，其中包含所需的電極和傳感器。他們也在努力開發一個可以使用平板而非計算機控制的系統，好讓裝置更輕巧便攜。
伯克哈特說：「看到一台設備也可以發送讓我控制雙手的知覺信息，感覺非常奇妙。」
來源：cnBeta
