發(fā)布日期：2018-03-21
讓義肢能夠如同真正的肢體一樣獲得大腦的識(shí)別是高級(jí)假肢設(shè)備開(kāi)發(fā)的一個(gè)方向。來(lái)自倫敦大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象。
對(duì)于那些只有一只手的人群來(lái)說(shuō)，大腦的區(qū)域能夠允許他們識(shí)別假肢，就如同它們是真正的手，尤其是對(duì)于那些經(jīng)常使用假肢的人群來(lái)說(shuō)。這項(xiàng)研究發(fā)表在了《Brain》上。這為解釋大腦如何將假肢當(dāng)做身體的延伸提供了有力的證明。
“雖然使用假肢對(duì)只有一只手來(lái)說(shuō)是非常有利的，但大多數(shù)只有一只手的人士不喜歡經(jīng)常使用義肢，所以了解他們可以更友好的使用非常有價(jià)值的，”這項(xiàng)研究的第一作者來(lái)自倫敦大學(xué)學(xué)院認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究所的Tamar Makin博士說(shuō) 。
“如果我么可以說(shuō)服一個(gè)人的大腦，這個(gè)人工義肢是真的肢體，我們就可以使得義肢更加舒適并且容易使用。”
這項(xiàng)研究包括32位研究對(duì)象，他們只有一只手，其中有半數(shù)是天生只有一只手，另一半是由于截肢而只剩了一只手。另外，24位有兩只手的正常人作為對(duì)照組，其中大多數(shù)是有家人或朋友只有一只手。研究人員給參與者展示了假肢的圖像（包括他們自己的假肢的照片）以及真實(shí)的肢體。利用功能性核磁共振成像（fMRI）對(duì)參與者的神經(jīng)反應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。
在大腦的視覺(jué)皮層中，有一個(gè)區(qū)域可以讓人們識(shí)別手。與對(duì)照組相比，只有一只手的參與者對(duì)于假肢圖像，在這一區(qū)域表現(xiàn)出更強(qiáng)的反應(yīng)，尤其是在日常生活中使用假肢的人。大腦的這部分區(qū)域也對(duì)功能性的假肢的圖像做出反應(yīng)，即使看起來(lái)不像手，比如鉤型的假臂。
研究人員還研究了視覺(jué)手部選擇性區(qū)域與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層的連接，這將控制缺失的手。他們發(fā)現(xiàn)那些經(jīng)常使用假肢的人在這兩個(gè)腦區(qū)之間有更好的連接。
“我們的發(fā)現(xiàn)表明，大腦對(duì)假肢的反應(yīng)是否與真實(shí)的手類(lèi)部似，關(guān)鍵在于假肢的使用。”研究的第一作者，來(lái)自UCL認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究所的Fiona van den Heiligenberg說(shuō)：“因?yàn)槲覀兊难芯繀⑴c者在成年時(shí)失去了他們的手，但我們發(fā)現(xiàn)我們的大腦在任何年齡都能適應(yīng)，這與大腦可塑性依賴(lài)于生命早期發(fā)育的普遍理論相違背。”
研究人員表示，他們的發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)可能，因?yàn)閷?duì)于將義肢看做身體的一部分，他們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何明確的神經(jīng)障礙。
“從邏輯上來(lái)說(shuō)，我知道我的假肢不是我的手——它是一種工具，它是一種新的感覺(jué)，我接受了它。我使用假肢越多，我就越覺(jué)得它變成了我的一部分，”研究參與者Clare Norton說(shuō)。
“我們認(rèn)為最大的障礙就是你使用假體的程度，” Makin博士表示。
“對(duì)我來(lái)說(shuō)這是很自然的事情，有一只手就是它一直以來(lái)的樣子。”另一名天生就只有一只手的研究參與者John Miller說(shuō)，“我認(rèn)為假肢是我的一部分，我不認(rèn)為它是一種額外的東西。”
研究人員說(shuō)，他們的發(fā)現(xiàn)可以為指導(dǎo)康復(fù)策略和假肢設(shè)計(jì)提供新的見(jiàn)解，并可能指導(dǎo)其他類(lèi)型的增強(qiáng)技術(shù)。有鑒于此，也許在未來(lái)，科學(xué)家們可以通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段，讓假肢成為真正的手。
參考資料：
[1] Brains of People Using Prostheses Thinkof Their Devices as Real Hands
[2] Prosthetic limbs represented like handsin brain
來(lái)源：遇見(jiàn)未來(lái)
