人腦可控制“第三根拇指”執(zhí)行復雜任務 提高了運動控制能力

據(jù)英國倫敦大學學院(UCL)網(wǎng)站19日報道，該校科學家研制出了一種機器拇指——“第三根拇指”，并讓受試對象使用這個機器拇指。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受試者可以使用這個外來拇指有效地執(zhí)行復雜和靈巧的任務，包括與兩個真正的拇指一起用積木搭建一個塔等。而且，受試者認為，隨著使用頻率和使用時間的增加，“第三根拇指”越來越像他們身體的一部分。

“第三根拇指”是英國皇家藝術(shù)學院獲獎研究生項目的一部分，由設計師丹尼·克洛德領導。該項目旨在改變我們對假肢的看法——從基本的恢復喪失功能轉(zhuǎn)變?yōu)閷θ祟惸芰Φ倪m度擴展。克洛德隨后加入UCL塔瑪·馬金教授領導的神經(jīng)科學家團隊，探索大腦如何適應和掌控不斷被機器增強的身體。

馬金解釋說：“身體增強領域方興未艾，旨在擴展我們身體的能力，但我們對大腦如何適應這種趨勢知之甚少。通過研究使用‘第三根拇指’的人，我們試圖回答一些關(guān)鍵問題，即人腦能否支持‘外來’部分，以及技術(shù)如何影響我們的大腦。”

“第三根拇指”完全由3D打印機打印而成，這意味著其很容易訂制。它被佩戴在手的一側(cè)，與真正的拇指相對，佩戴者可以通過大腳趾下面佩戴的壓力傳感器控制它。 在最新研究中，20名參與者每人接受了5天訓練。在此期間，他們每天佩戴“第三根拇指”回家，每天佩戴兩到六個小時，在完成家務過程中測試其功能。研究人員將其活動與另外由10人組成的對照組進行了對比，后者在執(zhí)行相同訓練任務時佩戴一個不動的機器人拇指。

在每天的實驗環(huán)節(jié)，參與者將訓練重點放在旨在增強手和“第三根拇指”之間合作的任務上，比如單手抓取多個球或酒杯等。在完成這些動作的過程中，參與者學會了快速使用“第三根拇指”所需的基本手勢，提高了運動控制能力、手拇指協(xié)調(diào)能力以及與訓練直接相關(guān)的靈巧度。最后，參與者一心多用使用“第三根拇指”，比如思考數(shù)學問題時建塔。

UCL認知神經(jīng)科學研究所的保利娜·基利巴說：“身體增強技術(shù)有朝一日可能會在多個領域大顯身手，比如讓外科醫(yī)生不用助手即可獨立完成手術(shù)，或者讓工人更高效地工作。但要實現(xiàn)這一目標，需要繼續(xù)研究這些設備如何與我們的大腦互動這一復雜的跨學科問題。”