具有触觉的意念控制机械手

丹尼斯·阿博·索伦森 (Denis Aabo Sørensen) 九年前在玩烟花时失去了左手。从那以后，他一直使用假手，但从来没有像这样。去年，一支欧洲工程师团队为他制作了一只假手，它直接连接到他上臂剩余的神经。这意味着这只手能够将触觉通过手臂传回大脑。此外，当索伦森想要抓东西时，他只需想一下就可以移动手。

“感官反馈令人难以置信，”索伦森在一份声明中说道。“当我拿着一个物体时，我能感觉到它是软的还是硬的，是圆的还是方的。”

他说：“我能感受到九年来从未感受到过的东西。”

他的触觉手假肢是一个实验原型，因此研究人员必须在佩戴一个月后取出植入物，以遵守欧洲关于实验性医疗器械的法律。然而，当索伦森戴着它时，他向研究人员展示了他能够做到的事情，比如区分瓶子、棒球和橘子，以及用轻、中或重的压力按压物体。他在完成每一项任务时都戴着眼罩和耳机，以证明他只能通过触摸来完成这些任务。

他甚至可以根据需要调整抓握力，这一切都来自他的机器人触觉。“我们所做的就是提供这种触觉信息，”这只手的首席工程师 Silvestro Micera 说。“这是第一次实时利用这种信息来调节抓握过程中的力量。”Micera 是意大利圣安娜高等学校和瑞士洛桑联邦理工学院的机器人研究员。

研究人员正在全球范围内努力研发具有自然触觉的假肢，而此次植入的成果是这一努力的又一步。触觉对许多日常任务都至关重要。如果没有触觉，假肢佩戴者必须观察自己正在拾取的东西，以判断自己是否抓得好（但不要太紧）香蕉或咖啡杯。虽然这是可行的，但与拥有自然双手的人能够无意识地轻松抓握从锤子到鸡蛋等所有东西相比，差距很大。

其他研究人员也制作了与索伦森的类似、具有触感的实验性假肢，并在人体上进行了测试。一项值得注意的实验实际上是在 10 年前进行的。与我交谈过的外部研究人员表示，索伦森的手是又向前迈出的一步。有一件事让每个人都印象深刻：米塞拉和他的团队详细记录了索伦森用触觉能做什么。这位 36 岁、住在丹麦的研究志愿者为这只手的创造者执行了 700 项个人任务。

凯斯西储大学生物医学工程师达斯汀·泰勒 (Dustin Tyler) 表示：“他们确实向用户展示了这种反馈的价值，并且在某种程度上，在实际使用环境中，证明了植入神经接口的合理性。”达斯汀·泰勒曾制作并研究过人体感觉假体。

“在我看来，那位志愿者确实为科学做出了很大的贡献，”美国国家神经疾病和中风研究所系统和认知神经科学项目主任陈道芬说，但他没有参与最近的研究。

当然，要让大多数人都能使用触觉假肢，还有很长的路要走。索伦森的实验手说明了还有什么工作要做，以及包括米塞拉和泰勒在内的许多研究人员目前正在研究什么。

外科医生需要将电极直接植入索伦森的神经上，才能植入这只假手。还需要更多研究来确定这种电极在体内的使用寿命。（没人愿意因为电极又坏了而接受额外的手术。）此外还有所有计算硬件的问题。索伦森的假肢进行了严格的计算，将传感器的感受转化为对索伦森的神经和大脑有意义的电信号。因此，这只假手先连接到笔记本电脑上进行计算，然后再连接到他的神经上。研究人员正在努力将计算机小型化，以便它能够正好安装在植入物中。

米塞拉和他的团队今天在《科学转化医学》杂志上发表了有关索伦森植入物的成果。