2004年一個寒冷的雨夜，18歲的內森·科普蘭（Nathan Copeland）遭遇了人生的最大夢魘。一場車禍折斷了他的脖子，讓他自此四肢癱瘓，鎖骨以下的部位也永遠失去了知覺。大一的他被迫退學，人生偏離了預定的航道。

圖片來源：UPMC and University of Pittsburgh Schools of the Health Sciences

今天，內森成為了《科學》雜誌的主角。在一項研究裡，科學家們使用腦機介面技術，為他裝上了一隻憑藉意念就可以操縱的機械手。更為科幻的是，他的這隻機械手居然還能帶來觸覺！

對於身體健全的人來說，觸覺好像沒有什麼值得誇耀的。但仔細想想，觸覺對於理解我們身邊的環境，其實有著非常重要的作用。比如我們拿起一瓶水，不用眼睛看，就可以知道水大概有多少，是熱是冷，是否漏出了瓶子。在日常生活中，觸覺更是能讓我們第一時間感知到是否抓牢了某樣東西。

但對於內森這樣的癱瘓患者，觸覺是一種奢望。能用意念控制機械手已經很幸運了，怎麼還敢奢求冷冰冰的機械手能帶來觸覺呢？

但對科學家們來說，只能移動，沒有觸覺的機械手遠遠談不上成功。想要精準控制肢體，其實需要大腦和身體的雙向神經交流。我們不光需要大腦去操縱肌肉和關節，還需要視覺和觸覺做出反饋。

為此，研究人員們在內森的大腦裡植入了一些晶片。這些位於大腦運動皮層和體感皮層的晶片不僅能讓他操縱機械手，還能讓他得到觸覺上的反饋。研究人員們說，這就好像是健康人所擁有的神經環路。

這些觸覺真實嗎？內森坦言和自己記憶裡的“自然”觸覺相比，機械手帶來的感受並不完全一樣。“感覺像是有壓力，以及很輕的刺痛，”內森說道，“但它不會給我帶來困擾。”

但即便是這種不自然的觸覺，也對內森的生活帶來了很大的變化。《科學》的這篇論文裡提到，研究人員要求內森從一個桌子上拿起不同的物體，再放到另一個升高的平臺上。沒有觸覺的時候，他完成任務的中位時間是20.9秒。而帶上觸覺後，時間縮短了一半，只有10.2秒。

研究人員們說，原先內森只能用視覺來判斷是否抓住了物體。有了觸覺的協助後，他完成任務的效率高多了。

“即便是有限、不完美的感覺，也能顯著提高他的測試表現，”通訊作者Robert Gaunt教授說道，“要讓這些感覺更真實，讓這種技術進入人們的家庭，我們還有很長的路要走。但我們越接近重塑正常的大腦訊號輸入，我們就能取得更好的結果。”

參考資料：

[1] Sharlene N. Flesher et al., (2021), A brain-computer interface that evokes tactile sensations improves robotic arm control, Science, DOI: 10.1126/science.abd0380

[2] A. Aldo Faisal, (2021), Putting touch into action, Science, DOI: 10.1126/science.abi7262

[3] Brain stimulation evoking sense of touch improves control of robotic arm, Retrieved May 20, 2021, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/uop-bse051321.php

[4] Paralyzed Man Regains Sense of Touch, Retrieved May 20, 2021, from https://www.neurosurgery.pitt.edu/news/paralyzed-man-regains-sense-touch

[5] Sharlene N. Flesher et al., (2016), Intracortical microstimulation of human somatosensory cortex, Science Translational Medicine, DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf8083

注：本文旨在介紹醫藥健康研究進展，不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導，請前往正規醫院就診。