| 2020 年世界十大科技進展新聞 |
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| 腦—機接口技術助癱瘓男子重獲觸覺 |
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在2010 年遭受嚴重脊髓損傷后，Ian Burkhart 在他的運動皮層植入了微型芯片，
將大腦電信號轉到電腦上控制手臂，使其能夠再次抓住和感覺物體。
2020年4月23日，美國巴泰爾科研中心和俄亥俄州立大學韋克斯納醫學中心的研究團隊在《細胞》上發文，他們成功利用腦—機接口（BCI）系統幫一位癱瘓患者恢復了手部觸覺。這項技術能捕捉到人所無法感知的微弱神經信號，并通過發回受試者大腦的人工感覺反饋來增強這些信號，從而極大地優化受試者的運動功能。
這項研究的受試者是一位28歲的男子，名叫Ian Burkhart，他2010年在潛水時遭遇事故，損傷了脊髓。Burkhart 自2014年起一直參與“神經生命”項目并與科學家合作，該項目旨在恢復他右臂的功能。科學家研發了一種裝置，通過他皮膚上的電極系統和植入他大腦皮層運動區域的微型電腦芯片來發揮功能。該裝置用電線繞過了他脊髓損傷的地方，將運動信號從大腦傳送到肌肉，在它的幫助下，Burkhart能夠控制自己的右臂和右手完成端起咖啡杯、刷信用卡等動作，還可以玩吉他英雄（一款游戲）。
研究者發現，雖然Burkhart的手基本沒有知覺，但當手部皮膚受到刺激時，一個微弱的神經信號仍然會傳進他的大腦，只是它過于微弱，無法形成感知。對此，研究人員解釋道，即使像Burkhart這種臨床鑒定為脊髓完全損傷的人，往往也有幾束神經纖維保持完整。在這篇論文中，研究團隊介紹了如何將這些微弱的神經信號增強到大腦能夠作出反應的強度。
研究人員通過觸覺反饋裝置，將觸碰時難以察覺的神經信號人工地發回給Burkhart。觸覺反饋常用于手機或游戲手柄的振動功能，以便讓用戶感覺到裝置在運行。經過改良的新系統可以利用人工觸覺反饋將Burkhart皮膚上的微弱/亞感知觸覺信號發送回他的大腦。
BCI系統在改進后帶來三個重要的好處：首先，它能讓Burkhart僅靠觸覺就能感知到物體，今后這可以幫他找到并撿拾自己看不見的物品；其次，該系統也成為首個同時恢復運動功能與觸覺功能的BCI系統，而且受試者一旦在運動過程中感知到經過增強的觸覺，便能擁有更強的控制感，做起事情也更快；第三，經過這些改進的BCI系統能夠感知握持或撿拾物體時所需的壓力，比如對泡沫塑料杯之類的易碎物品需要輕輕地拿，而撿起重物的時候則需要用力抓握。■
《科學新聞》 (科學新聞2021年2月增刊 聚焦)