你有沒有想過，失去了手部感覺的人還能“摸”到東西的感覺嗎？還能分辨出貓咪毛發(fā)的柔軟、鑰匙的冰涼堅硬，甚至是蘋果那種圓潤又清爽的觸感？
聽起來像是科幻電影，但如今這已經(jīng)逐漸變成現(xiàn)實。美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員和芝加哥大學(xué)的研究團隊合作，正在研發(fā)一種可以幫助四肢癱瘓的患者重拾“觸覺”這一重要的感官體驗的腦機接口。
這項成果最近發(fā)表在權(quán)威科學(xué)雜志《Nature Communications》。
想象一下，一個癱瘓的人不能再動手了，但通過腦機接口，可以用意念控制機械手臂，甚至重新“感覺到”東西。這就是腦機接口正在做的事情。
從“刺痛感”到“貓咪的毛”
早期的研究中，科學(xué)家確實可以通過電刺激讓人感受到“觸覺”。但問題是，這種感覺通常很模糊，只像是“電流通過手指”那種輕微的麻麻的刺痛感，不管你是在“摸”貓、鑰匙、還是蘋果，感覺都差不多。
但我們都知道，真正的觸覺是非常豐富和具體的：貓的毛柔軟又溫暖，鑰匙冰冰涼涼而且硬邦邦的，蘋果則圓滑又有彈性。這些差異是我們與外界互動時的重要線索，也對我們的情感、判斷有重要影響。
新的研究打破了舊有的“統(tǒng)一刺激模式”，最重要的創(chuàng)新是：讓用戶自己來設(shè)計每種物體的觸覺體驗。
用戶自定義觸覺：把“想象”變成“真實感”
在這項實驗中，研究人員邀請了三位因脊髓損傷而失去手部感覺的參與者。他們通過一套先進的腦機接口系統(tǒng)，在電腦屏幕上看到不同的物體，比如貓、鑰匙、蘋果、毛巾、吐司面包等。
a:對象感覺映射任務(wù)的截圖;b: 在試驗開始時，四個刺激參數(shù)（振幅、頻率、仿生因子、阻力）被隨機分配到兩個矩形的X軸和y軸上的a - d位置;c:每一個刺激電極喚起的感覺的確切位置（在手的圖像上以不同的顏色顯示）對每個參與者來說都是不同的，這取決于刺激陣列在他們的體感皮層中的位置;d:重復(fù)的任務(wù)。
每位參與者都可以自行調(diào)節(jié)電刺激的參數(shù)，比如頻率、強度和持續(xù)時間等，嘗試找出最貼合每種物體觸感的刺激方式。整個過程就像是在“黑暗房間里摸索”，玩一場“熱與冷”的游戲——不斷嘗試、反饋、再調(diào)整，直到刺激讓他們覺得“這就像是在摸一只貓”。
結(jié)果令人驚喜。參與者不但能創(chuàng)造出不同物體的專屬“觸覺”，而且用的語言非常生動、感性：
有人描述貓咪是“溫暖的、被輕輕拍打的感覺”；
有人說蘋果“涼爽、結(jié)實而且有彈性”；
鑰匙的刺激是“光滑而堅硬的刺感”。
這些形容詞雖然因人而異，但都很有邏輯，也說明他們確實通過腦機接口“感受”到了物體的不同特質(zhì)。
僅靠觸覺，也能猜中物體
那么，如果屏幕上的圖像被拿掉，只保留電刺激，使用者還認(rèn)得出物體嗎？
研究人員做了一個小測試。結(jié)果顯示，在五種物體中，參與者能準(zhǔn)確猜出其中一個，成功率約為 35%。雖然看起來還不算很高，但要知道，在完全靠“感覺”的前提下，這比隨機猜（20%）高出很多。
而且他們的錯誤往往也“有理可循”：
比如貓和毛巾都柔軟，所以容易混淆；
但幾乎沒人會把貓當(dāng)成鑰匙。
這說明他們不是亂猜，而是真的從觸覺中獲得了判斷依據(jù)。
使用界面的探索行為
意義遠(yuǎn)不止“再摸一次貓”
“觸覺不只是感覺物體，它其實是我們與人溝通、體驗世界的重要方式。” 這項研究的主要作者之一 Verbaarschot 博士這樣解釋。
舉個例子，一個簡單的握手就能傳遞信任和友好；一只毛絨玩具也能安慰焦慮的孩子。而這些看似微不足道的感覺，在癱瘓者的世界里，是長年缺失的。
這項研究讓我們看到：未來的假肢不再只是“能動”，還可能“有感覺”，而且這種感覺不是千篇一律的，而是個性化、可以調(diào)節(jié)的——就像真的身體一樣。
研究負(fù)責(zé)人之一岡特博士也表示：“我們就像是在為月球登陸做準(zhǔn)備，雖然還有很多挑戰(zhàn)，但這一步已經(jīng)成功了。”
未來：更智能、更貼近人類的神經(jīng)義肢
這項研究不僅僅是科技上的突破，更是對人性的一種尊重。
讓癱瘓者重新?lián)碛杏|覺，不只是讓他們“知道”自己碰到了什么，而是讓他們“感受”世界、重建人與物的關(guān)系。這是一種更接近自然、貼近人類感知方式的人工神經(jīng)系統(tǒng)。
當(dāng)然，這項技術(shù)目前還處在實驗階段，還有很多工作要做，比如提高準(zhǔn)確率、簡化設(shè)備、減少對大腦的侵入性等。但它已經(jīng)為人類重建感官打開了一個希望的大門。
想象一下，未來的某天，一個佩戴神經(jīng)義肢的人，能像我們一樣輕輕撫摸一只貓，感受到它柔軟的毛發(fā)和溫暖的體溫。那將不僅僅是科技的勝利，更是人類對生命尊嚴(yán)的深刻回應(yīng)。
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