脑机接口新突破：自定义触觉让瘫痪患者“摸”出猫咪和苹果的感觉

近日，美国匹兹堡大学医学院的研究人员和芝加哥大学的研究团队合作，正在研发一种可以帮助四肢瘫痪的患者重拾“触觉”这一重要的感官体验的脑机接口，相关成果发表在《Nature Communications》。

想象一下，一个瘫痪的人不能再动手了，但通过脑机接口，可以用意念控制机械手臂，甚至重新“感觉到”东西。这就是脑机接口正在做的事情。

从“刺痛感”到“猫咪的毛”

早期的研究中，科学家确实可以通过电刺激让人感受到“触觉”。但问题是，这种感觉通常很模糊，只像是“电流通过手指”那种轻微的麻麻的刺痛感，不管你是在“摸”猫、钥匙、还是苹果，感觉都差不多。

但我们都知道，真正的触觉是非常丰富和具体的：猫的毛柔软又温暖，钥匙冰冰凉凉而且硬邦邦的，苹果则圆滑又有弹性。这些差异是我们与外界互动时的重要线索，也对我们的情感、判断有重要影响。

新的研究打破了旧有的“统一刺激模式”，最重要的创新是：让用户自己来设计每种物体的触觉体验。

用户自定义触觉：把“想象”变成“真实感”

在这项实验中，研究人员邀请了三位因脊髓损伤而失去手部感觉的参与者。他们通过一套先进的脑机接口系统，在电脑屏幕上看到不同的物体，比如猫、钥匙、苹果、毛巾、吐司面包等。

a:对象感觉映射任务的截图;b: 在试验开始时，四个刺激参数（振幅、频率、仿生因子、阻力）被随机分配到两个矩形的X轴和y轴上的a - d位置;c:每一个刺激电极唤起的感觉的确切位置（在手的图像上以不同的颜色显示）对每个参与者来说都是不同的，这取决于刺激阵列在他们的体感皮层中的位置;d:重复的任务。

每位参与者都可以自行调节电刺激的参数，比如频率、强度和持续时间等，尝试找出最贴合每种物体触感的刺激方式。整个过程就像是在“黑暗房间里摸索”，玩一场“热与冷”的游戏——不断尝试、反馈、再调整，直到刺激让他们觉得“这就像是在摸一只猫”。

结果令人惊喜。参与者不但能创造出不同物体的专属“触觉”，而且用的语言非常生动、感性：

·      有人描述猫咪是“温暖的、被轻轻拍打的感觉”；

·      有人说苹果“凉爽、结实而且有弹性”；

·      钥匙的刺激是“光滑而坚硬的刺感”。

这些形容词虽然因人而异，但都很有逻辑，也说明他们确实通过脑机接口“感受”到了物体的不同特质。

仅靠触觉，也能猜中物体

那么，如果屏幕上的图像被拿掉，只保留电刺激，使用者还认得出物体吗？

研究人员做了一个小测试。结果显示，在五种物体中，参与者能准确猜出其中一个，成功率约为 35%。虽然看起来还不算很高，但要知道，在完全靠“感觉”的前提下，这比随机猜（20%）高出很多。

而且他们的错误往往也“有理可循”：

·      比如猫和毛巾都柔软，所以容易混淆；

·      但几乎没人会把猫当成钥匙。

这说明他们不是乱猜，而是真的从触觉中获得了判断依据。

使用界面的探索行为

意义远不止“再摸一次猫”

“触觉不只是感觉物体，它其实是我们与人沟通、体验世界的重要方式。” 这项研究的主要作者之一 Verbaarschot 博士这样解释。

举个例子，一个简单的握手就能传递信任和友好；一只毛绒玩具也能安慰焦虑的孩子。而这些看似微不足道的感觉，在瘫痪者的世界里，是长年缺失的。

这项研究让我们看到：未来的假肢不再只是“能动”，还可能“有感觉”，而且这种感觉不是千篇一律的，而是个性化、可以调节的——就像真的身体一样。

研究负责人之一冈特博士也表示：“我们就像是在为月球登陆做准备，虽然还有很多挑战，但这一步已经成功了。”

未来：更智能、更贴近人类的神经义肢

这项研究不仅仅是科技上的突破，更是对人性的一种尊重。

让瘫痪者重新拥有触觉，不只是让他们“知道”自己碰到了什么，而是让他们“感受”世界、重建人与物的关系。这是一种更接近自然、贴近人类感知方式的人工神经系统。

当然，这项技术目前还处在实验阶段，还有很多工作要做，比如提高准确率、简化设备、减少对大脑的侵入性等。但它已经为人类重建感官打开了一个希望的大门。

想象一下，未来的某天，一个佩戴神经义肢的人，能像我们一样轻轻抚摸一只猫，感受到它柔软的毛发和温暖的体温。那将不仅仅是科技的胜利，更是人类对生命尊严的深刻回应。

来源：脑机接口社区