即使长时间接触，仿生触摸也不能重塑大脑

神经科学和工程学的进步为类似卢克·空中漫步者(Luke skywalkman)的假肢带来了巨大希望:这种机器人装置与人类肢体几乎没有什么区别。解决这一挑战的关键是设计出一种设备，不仅可以通过用户自己的神经活动来操作，还可以准确、精确地接收和传递给用户的感觉信息。

12月22日，芝加哥大学和查尔默斯理工大学的神经科学家在杂志上发表了一项新的研究细胞的报道，凸显了这可能被证明是多么困难。在一组三名被截肢的受试者中，他们的肢体被神经肌肉骨骼取代假肢研究人员发现，即使在使用这些设备一整年之后，参与者的主观感受也会减弱感觉从未根据假肢设备上的触摸传感器的位置进行移动。

触觉的稳定性突出了神经系统适应不同感官输入能力的局限性。

三名肘部以上截肢的参与者装备了高科技的神经假体，直接固定在他们的肱骨上。使用者可以通过植入手臂残余肌肉的电极接收信号来控制假肢装置，并通过另一组植入电极接收感觉反馈。位于假体拇指上的传感器触发神经刺激，进而引发A触觉。

然而，由于神经的组织本质上是任意的，外科医生不能确定电极的放置是否会在拇指的正确位置产生感觉。在这项研究中，假体使用者并没有在拇指上有这种感觉，而是在其他手部部位，比如他们的手指中指或手掌。

然后，参与者每天使用它每天12小时的假体，使用它在日常生活期间操纵对象一年多。

”与当前神经电极的一个问题是,你不能告诉在植入手术的哪一部分神经对应什么感觉,所以电极并不总是完全的土地位置匹配的神经假肢手的位置传感器,”主要作者和开发人员说neuromusculoskeletal假肢,马克斯·奥尔蒂斯加泰罗尼亚人,博士,查尔默斯科技大学仿生学副教授，瑞典哥德堡仿生学和疼痛研究中心主任。

他接着说:“我们希望，因为患者在抓握物体时，会在手上的其他地方感受到这种感觉，在几个月的时间里，每天都是如此，大脑可以通过将这种感觉转移到拇指来解决这种不匹配。”

尽管在与物体互动时能够观察到自己的手，但没有一个用户报告说他们的拇指感觉到这种感觉，而是感觉持续存在于最初感觉的同一区域。

“每天，每年都有一年，这些科目看到了他们的假体拇指触动的东西，并觉得它在不同的位置 - 有时靠近拇指，但不是在它 - 并且感觉从未萌芽。”高级作者说Sliman Bensmaia，Ph.D.，詹姆斯和Karen Frank家族在Uchicago的有机体生物学和解剖学教授。

这些结果挑战了关于肢体缺失后大脑可塑性的主流教条。许多人认为，在失去感觉输入后，大脑具有高度的自我重组能力，可以利用现有的、未使用的脑组织做其他用途。

“一直以来有这样一种观点，即神经系统实际上是有可塑性的，所以如果你看到你所看到的和你所感觉到的不匹配，这是一个神经重塑的大好机会，”Bensmaia说。“例如，如果你把两个手指缝在一起，看看它们在大脑中是如何表现的，它们似乎已经合并了。”

“但我认为这个想法已经大大夸大了。它不像你重组一个房间，更像是你只是听到回声在空荡荡的房间里蹦蹦跳跳，”他继续。“你可能会从相邻的肢体获得一些重叠的感觉，但这只是因为用于响应感觉的大脑的面积是空的，并激活它周围的神经元导致通过空虚的回声。”

本研究突出了在使用这些类型的神经高原装置植入患者的患者植入感觉阵列时确切地放置电极的重要性，因为它看起来不太可能在其感知感觉输入的情况下进行大量调整。“这意味着你真的必须搞定它，”Bensmaia说。“这里没有人。”

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