匹兹堡大学医学院的科学家们在开发一种脑机接口（BCI）方面又迈进了一步，这种接口能够让四肢瘫痪的人恢复失去的触觉。
当用户通过人工创造的触觉探索数字化表示的物体时，他们描述了猫咪温暖的毛发、门钥匙光滑坚硬的表面以及苹果的凉爽圆润。这项研究是由匹兹堡大学和芝加哥大学合作完成的，并发表在《自然通讯》杂志上。
与早期实验中人工触觉常常感觉像模糊的嗡嗡声或刺痛感且不随物体变化不同，科学家们让BCI用户控制产生触觉刺激的电刺激细节，而不是由科学家自己决定。这一关键创新使参与者能够重新创造对他们来说直观的触觉。
“触觉是非语言社交交流的重要组成部分；它是一种个人化的、充满意义的感觉，”该研究的主要作者Ceci Verbaarschot博士说，她是德克萨斯大学西南医学中心神经外科和生物医学工程助理教授，也是匹兹堡康复神经工程实验室的前博士后研究员。
“设计自己的感觉使BCI用户能够使与物体的互动感觉更加真实和有意义，这使我们更接近于创建一个令人愉悦且直观使用的神经假体。”
脑机接口是一种将大脑活动转化为信号的系统，这些信号可以替代、恢复或改善通常由大脑控制的身体功能，如肌肉运动。BCI还可以用于修复来自身体的受损反馈并直接刺激大脑以恢复失去的感觉。
在过去的十年研究中，匹兹堡大学的科学家帮助一名瘫痪男子通过意念控制的机械臂体验到触觉，并表明这种人工触觉使移动机械臂更有效率。
然而，那些触觉并不完美，对于具有不同纹理或温度的物体仍然相似：握手的感觉与举起一块坚硬的岩石感觉相同。
现在，研究人员离他们的目标——创造直观的触觉——更近了一步。
在新的研究中，BCI用户能够为计算机屏幕上显示的不同物体设计独特的触觉体验，并仅凭感觉就能猜测出物体，尽管并不完美。
寻找完美的触觉就像在一个充满无限触觉的黑暗房间里玩“热与冷”的游戏。科学家要求所有因脊髓损伤而失去手部感觉的研究参与者找到一组刺激参数，让他们感觉到抚摸猫或触摸苹果、钥匙、毛巾或吐司——同时探索呈现在他们面前的数字物体。
所有三位研究参与者都用丰富而生动的词汇描述了物体，这些描述合乎逻辑但又独特且主观：对一位参与者来说，猫感觉温暖且“轻拍”；对另一位来说，则感觉光滑且丝滑。
当图像被移除，参与者只能依靠刺激来识别物体时，他们能够正确识别五个物体中的一个，准确率为35%：比随机猜测要好，但远非完美。
“我们设计这项研究是为了追求高远的目标，并且成功进入了轨道，”该研究的资深作者Robert Gaunt博士说，他是匹兹堡大学物理医学与康复学副教授。
“参与者有一个非常艰巨的任务，即仅凭触觉区分物体，他们在这方面相当成功。即使他们犯错，这些错误也是可预测的：很难区分猫和毛巾，因为它们都是柔软的，但他们不太可能将猫误认为钥匙。”
这项研究代表了向在瘫痪的手上唤起准确触觉迈出的重要一步，并创建了一个无缝集成到个人独特感官世界中的人工肢体。
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