研究人员帮助瘫痪的人通过机器人手臂恢复触觉

匹兹堡大学研究员Rob Gaunt博士在蒙面的内森·科普兰（Nathan Copeland）进行感官测试，表明他通过正确识别不同手指通过心智控制的机器人手臂感受到自己的感觉。（信用：UPMC /皮特健康科学媒体关系）

人类患者第一次能够通过他与大脑控制的机器人手臂来体验触觉。芝加哥大学有机体生物学和解剖学副教授Sliman Bensmaia博士与匹兹堡大学物理医学与康复助理教授罗伯特·冈特（Robert Gaunt）博士领导的研究团队开发了脑电脑界面（BCI），其手术植入28岁的Nathan Copeland。该接口连接到机器人臂，其通过植入在脑的区域中的电极传递感觉反馈，所述区域负责手的移动和触摸。

Copeland在上面的视频中看到，在2004年的车祸中，从胸部瘫痪，无法感觉或移动他的下胳膊和腿。在今天发表的“ 科学转化医学”杂志上发表的一项研究中，研究表明他现在能够通过BCI的输入来区分各个手指的触摸和机器手臂的手掌。科普兰甚至在奥巴马总统  10月13日在白宫边界会议上示威了。

“我可以感觉到每一个手指 - 这是一个非常奇怪的感觉，”科普兰在皮特和匹兹堡医学中心的新闻稿中说。“有时它感觉到电气，有时它的压力，但在大多数情况下，我可以确定精确的大多数手指。感觉就像我的手指被触动或推开。“

该系统结合了本斯玛多年的研究，描述了当我们触摸或掌握物体时，神经系统如何解释感觉反馈，移动我们的四肢并沿着纹理表面运行我们的手指。在与猴子的感觉系统的一系列实验中，Bensmaia识别出随着动物操纵物体而自然发生的神经活动模式，并通过直接用电信号刺激神经系统来重建这些模式。

该研究最出名的是2013年和2015年美国国家科学院院刊，为Gaunt和他的团队提供了一个蓝图，通过使用近似于自然，完整的神经紧张的“仿生”方法来重现与BCI的触觉系统。
“如果你想创建一个灵巧的手，用于被截肢者或四肢病人，你不仅需要移动它，而且还需要有感官反馈。为了做到这一点，我们首先需要看看完整的手和完整的神经系统如何编码这些信息，然后，在我们可以的范围内，尝试在神经假体中模仿它，“Bensmaia说。“这项研究表明，这种方法在人类中如何运作，而且他第一次能够实际移动机器人手臂，达到目的，掌握并通过手臂感受。这太可怕了。“

本斯马称，复制自然感觉对构建具有本土手感灵敏度的神经假体是至关重要的。随着时间的流逝，像Copeland这样的病人将能够将这些机器人手臂视为自己的延伸。

他说：“当他使用这种假体，并且具有看到机器人触摸物体的视觉体验时，任何时候它都会碰到一些东西，感觉到某些东西有所回应，我想最终他将开始体现机器人。” “机器人会感觉到身体的一部分，甚至可能取代了自己的手臂，因为它将要接管手臂所做的工作。”

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