图1：2010年遭受严重脊髓损伤后，Burckhardt在他的运动皮层植入微芯片，将脑电信号传输到电脑，控制他的手臂 4月29日，据外媒报道，触觉是我们体验外界不可或缺的感官，但很多人因脊髓损伤或因病瘫痪而失去了这种能力。然而近日，非营利组织巴特尔研究所的研究人员宣布，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。 这名男子伊恩·伯克哈特(IanBurkhart)在2010年因一次潜水事故而导致脊髓断裂，导致他瘫痪。伯克哈特不仅不能走路，而且他手臂的活动范围仅限于肩膀和二头肌，他几乎完全失去了触觉。 2014年，Burckhardt参与了BattelleInstitute的NeuroLife计划。计划是在Burckhardt的大脑中植入一个米粒大小的微型芯片，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，在开始研究六年后，Burckhardt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断大脑发出的要求四肢运动并提供感官反馈的信号。研究人员发现，在Burckhardt的大脑和他的胳膊和腿之间，只有几束脊髓纤维幸存下来。领导这项研究的神经科学家帕特里克·甘泽尔说：“即使是少量的纤维也能在大脑中产生信号。只是信号非常微弱，以至于患者感觉不到任何东西，手臂也无法移动。”” 对此，甘泽等人提出了一个有趣的假说：从大脑中提取这些微弱信号，解码它们的含义，并传输到四肢，可以绕过脊柱，重新连接大脑和身体。将它们连接起来问题在于触摸和运动信号在大脑中显得脱节，因为每个动作都对应一个独特的信号，而布克哈特脑中的芯片一次可以接收大约100个不同的信号。 图2：当布克哈特想要移动他的右手，它会在他的大脑中产生电信号，通过计算机处理，然后发送到他前臂的电极，刺激他的肌肉，让他做出动作 为了实现上述愿景，Ganzer等人des点燃了将Burkhart的大脑连接到计算机的复杂设置。运动皮层中的芯片通过头骨后部的端口发送电信号，然后通过电缆将电信号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觉相对应的信号。代表预期运动的信号被发送到缠绕在Burkhart前臂上的电极套，触摸信号被发送到他上臂周围的振动带。 一开始，Ganzer专注于恢复Burckhardt没有触觉的手臂的运动。仅仅几个月后，他的手就恢复了部分活动能力。尽管如此，在没有触觉反馈的情况下，伯克哈特仍难以抓住东西，而且他的抓力几乎无法控制。 但是，向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，Ganzer等人。从有针对性地刺激Burckhardt的拇指和前臂开始。通过观察在手上施加压力时大脑信号如何变化，研究人员能够在存在更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出伯克哈特脑机接口的信号，将伯克哈特手传到大脑的微弱压力信号转化为振动，让他知道自己正在触摸一个物体。在测试中，伯克哈特在触摸物体时能够以近乎完美的准确度分辨出来。 一开始的时候，触控条是一个非常简单的开关震动装置。但是Ganzer和其他人对其进行了修改，使其可以根据Burkhart的抓握的软硬程度来改变物体的振动，类似于视频游戏控制器和手机向用户提供反馈的方式。 既然Ganzer已经在实验室中展示了这项技术，下一步就是改进日常使用的系统。该团队已经将系统中使用的电子设备缩小到一个VHS磁带大小的盒子，可以放在Burkhart的轮椅上。笨重的电极系统也被简化为一个相对容易拿起和取下的套筒。最近，Burckhardt首次在家中使用该系统，通过平板电脑对其进行控制。 鉴于必须通过手术植入的脑机接口技术的侵入性，此类系统在四肢瘫痪患者中广泛使用可能还需要很长时间。不需要手术的非侵入性脑机接口似乎更有前途，但研究还处于非常早期的阶段。
