4月29日，外媒报道称，触觉是我们体验外部世界不可或缺的感官，但很多人因脊髓损伤或因病瘫痪而丧失了这种能力。然而，近日，来自非营利组织巴特尔研究所的研究人员声称，他们首次利用脑机接口（BCI）技术帮助美国一名瘫痪男子恢复了双手的触觉。
这个人的名字叫伊恩·伯克哈特。 2010年，他在参加潜水活动时发生意外，脊髓被切断，导致全身瘫痪。伯克哈特不仅无法行走，手臂的活动范围也仅限于肩膀和二头肌，几乎完全失去了联系。
2014年，伯克哈特参与了巴特尔研究所的NeuroLife项目。该计划是将米粒大小的微芯片植入伯克哈特的大脑中，并用它来改善他手臂的运动范围并人工重建他的触觉。现在，在开始这项研究六年后，伯克哈特可以感觉到物体，并且有足够的手臂控制能力，甚至可以玩《Guitar Hero》。
严重的脊柱损伤会阻碍来自大脑的信号，这些信号需要四肢移动并提供感觉反馈。研究人员发现，伯克哈特的大脑和四肢之间只有几束脊髓纤维幸存。领导这项研究的神经科学家帕特里克·甘泽说，即使是少量的纤维也可以在大脑中产生信号。只是这些信号非常微弱，患者感觉不到任何东西，也无法移动手臂。
对此，甘泽等人提出了一个有趣的假设：从大脑中提取这些微弱信号，解码其含义，并将其传输到四肢，可以绕过脊柱，重新连接大脑和身体。问题在于，来自触摸和运动的信号在大脑中显得混乱，因为每个运动都对应一个独特的信号，而Burkhardt 头部的芯片一次可以接收大约100 个不同的信号。
图2：当伯克哈特想要移动他的右手时，它会在他的大脑中产生电信号，经过计算机处理，然后发送到他前臂上的电极，刺激他的肌肉并让他执行该运动。
为了实现上述想法，甘泽等人设计了一套复杂的装置，将伯克哈特的大脑与计算机连接起来。运动皮层中的芯片通过头骨后部的端口发送电信号，然后通过电缆传输到附近的计算机。软件程序对大脑信号进行解码，并将它们分离成与预期运动和触摸相对应的信号。代表预期运动的信号被发送到伯克哈特前臂周围的电极套，触摸信号被发送到他上臂周围的振动带。
最初，甘泽专注于在不接触的情况下恢复伯克哈特手臂的运动能力。几个月后，他的手就恢复了一些活动能力。然而，在没有触觉反馈的情况下，伯克哈特很难抓住东西，而且他的抓力几乎无法控制。
然而，为该系统添加触觉更加困难。为了梳理出与触摸相对应的独特信号，甘泽和其他人开始向伯克哈特的拇指和前臂提供有针对性的刺激。通过观察手部受到压力时大脑信号如何变化，研究人员能够在存在较强运动信号的情况下识别微弱的触摸信号。
这意味着计算机程序可以分离来自伯克哈特脑机接口的信号，从伯克哈特的手传输到他的大脑的微弱压力信号可以转换成振动，让他知道他正在触摸一个物体。在测试中，伯克哈特可以近乎完美地准确地判断出他何时触摸了物体。
最初，触摸条是非常简单的开关振动设备。但甘泽和其他人对其进行了修改，使其可以根据伯克哈特抓握物体的软硬程度来改变振动，类似于视频游戏控制器和手机向用户提供反馈的方式。
现在甘泽已经在实验室展示了该技术，下一步是改进该系统以供日常使用。该团队已将系统中使用的电子设备缩小到一个VHS 磁带大小的盒子中，可以放入伯克哈特的轮椅中。笨重的电极系统也被简化为一个相对容易拾取和移除的套筒。伯克哈特最近首次在家中使用该系统，通过平板电脑进行控制。
鉴于脑机接口技术是侵入性的，并且必须通过手术植入，因此这种系统可能需要很长时间才能广泛应用于四肢瘫痪的人。不需要手术的非侵入性脑机接口技术似乎具有更大的潜力，但这项研究仍处于非常早期的阶段。 （小的）
