人腦可控制“第三根拇指”執(zhí)行復(fù)雜任務(wù) 提高了運(yùn)動(dòng)控制能力

據(jù)英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)網(wǎng)站19日?qǐng)?bào)道，該校科學(xué)家研制出了一種機(jī)器拇指——“第三根拇指”，并讓受試對(duì)象使用這個(gè)機(jī)器拇指。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受試者可以使用這個(gè)外來(lái)拇指有效地執(zhí)行復(fù)雜和靈巧的任務(wù)，包括與兩個(gè)真正的拇指一起用積木搭建一個(gè)塔等。而且，受試者認(rèn)為，隨著使用頻率和使用時(shí)間的增加，“第三根拇指”越來(lái)越像他們身體的一部分。

“第三根拇指”是英國(guó)皇家藝術(shù)學(xué)院獲獎(jiǎng)研究生項(xiàng)目的一部分，由設(shè)計(jì)師丹尼·克洛德領(lǐng)導(dǎo)。該項(xiàng)目旨在改變我們對(duì)假肢的看法——從基本的恢復(fù)喪失功能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)人類(lèi)能力的適度擴(kuò)展。克洛德隨后加入U(xiǎn)CL塔瑪·馬金教授領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，探索大腦如何適應(yīng)和掌控不斷被機(jī)器增強(qiáng)的身體。

馬金解釋說(shuō)：“身體增強(qiáng)領(lǐng)域方興未艾，旨在擴(kuò)展我們身體的能力，但我們對(duì)大腦如何適應(yīng)這種趨勢(shì)知之甚少。通過(guò)研究使用‘第三根拇指’的人，我們?cè)噲D回答一些關(guān)鍵問(wèn)題，即人腦能否支持‘外來(lái)’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(jī)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(duì)，佩戴者可以通過(guò)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(xùn)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(gè)小時(shí)，在完成家務(wù)過(guò)程中測(cè)試其功能。研究人員將其活動(dòng)與另外由10人組成的對(duì)照組進(jìn)行了對(duì)比，后者在執(zhí)行相同訓(xùn)練任務(wù)時(shí)佩戴一個(gè)不動(dòng)的機(jī)器人拇指。

在每天的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，參與者將訓(xùn)練重點(diǎn)放在旨在增強(qiáng)手和“第三根拇指”之間合作的任務(wù)上，比如單手抓取多個(gè)球或酒杯等。在完成這些動(dòng)作的過(guò)程中，參與者學(xué)會(huì)了快速使用“第三根拇指”所需的基本手勢(shì)，提高了運(yùn)動(dòng)控制能力、手拇指協(xié)調(diào)能力以及與訓(xùn)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(xué)問(wèn)題時(shí)建塔。

UCL認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究所的保利娜·基利巴說(shuō)：“身體增強(qiáng)技術(shù)有朝一日可能會(huì)在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手，比如讓外科醫(yī)生不用助手即可獨(dú)立完成手術(shù)，或者讓工人更高效地工作。但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要繼續(xù)研究這些設(shè)備如何與我們的大腦互動(dòng)這一復(fù)雜的跨學(xué)科問(wèn)題。”