脑机控制的机械臂，通过人工触觉补充，让截肢患者生活质量得到明显提高

大多数身体健壮的人都将其日常任务简单地视为理所当然的事情：当他们拿起一杯温暖的咖啡时，他们可以感觉到咖啡的重量和温度，并据此调节握力，以免液体溅出。手臂和手具有的感觉和运动控制能力的人会感觉到，他们与物体接触时就能抓住物体，从而使他们能够放心地开始移动或抬起该物体。

但是，当一个人操作假肢时，这些任务就变得困难，更不用说是由心智控制的了。

匹兹堡大学康复神经工程实验室的一组生物工程师在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中，描述了如何增加能够引起触觉的大脑刺激，从而使操作员更容易操纵大脑控制的机械臂。在实验中，通过人工触觉来补充视觉，将抓取和转移物体所花费的时间减少了一半，从中值时间20.9减少到10.2秒。

从某种意义上说，肢体和手部的感觉反馈对于我们日常生活中的正常工作非常重要，而当缺乏这种反馈时，人们的表现就会受到损害。

研究参与者内森·科普兰德（Nathan Copeland）的研究进展已在论文中进行了描述，他是世界上第一个植入微小电极阵列的人，不仅在他的大脑运动皮层中，而且在他的体感皮层中-这是一个大脑区域来自身体的感觉信息。阵列不仅使他能够用自己的思想来控制机械臂，而且还可以接收触觉感觉反馈，这与人的脊髓完好无损时神经回路的运作方式类似。

即使感觉不是'自然的'：感觉就像是压力和温和的刺痛，从来没有打扰我，在任何时候都感觉不到刺激，这是假肢佩戴者必须要习惯的。

一场车祸导致他只能有限地使用手臂，Copeland参加了一项临床试验，测试感觉运动微电极脑机接口（BCI），并植入了由Blackrock Microsystems开发的四个微电极阵列（通常也称为犹他州阵列） ）。

本文是从较早的研究迈出的一步，该研究首次描述了使用微小的电脉冲刺激大脑的感觉区域，如何在一个人的手的不同区域中引起反应，即使它们由于脊髓而失去了四肢的感觉受伤。

在这项新研究中，研究人员结合了从大脑中读取信息以控制机械臂的运动，并回写信息以提供感官反馈的功能。

在一系列测试中，要求BCI操作员从桌子上拿起各种物体并将其转移到高架平台上，通过电刺激提供触觉反馈，使参与者完成任务的速度比没有刺激的测试快两倍。

在新论文中，研究人员希望在与现实世界尽可能相似的条件下测试感官反馈的效果。

皮特大学物理医学与康复学系副教授罗伯特·盖恩特博士表示，该研究并不是想通过消除感知的视觉成分来约束任务。即使恢复了有限且不完美的感觉，假肢的表现也让截肢患者得到了显著的改善。在使感觉更逼真并将这种技术带入人们的家中，还有很长的路要走，但是我们越接近重建大脑的正常输入，我们的生活就会更好。