一直以来，假肢都是肢体残疾人士恢复正常生活的重要依托。然而，传统的假肢大多只能借由感知残肢的肌肉运动完成一些简单的动作。一方面，这令假肢的佩戴很不舒适；另一方面，对于双手残障的人士而言，尚不够平滑流畅的假肢动作也远未能满足其日常所需。如果能开发一种直接通过“意念”来操控的假肢，这无疑能大大提高上肢残疾者的生活质量。今天发表在《科学》（Science）杂志上的一项研究^[1]，则无疑向着这个目标迈进了一大步。

在此之前，也有过类似的研究，不过这些研究都是在实验动物，比如说猴子^[2]身上进行，但这一次，加州理工学院的科学家们将这种技术移植到了人类身上。为了确保“意念操控假肢”能够适用于残障人士，研究团队特别招募了一名已经高位截瘫达十年的志愿者。

现年32岁的病人EGS在12年前起颈部以下瘫痪。在加州理工学院这项研究的帮助下，EGS这些年来第一次用自己的“手”给自己递过一杯水。图片来源：Spencer Kellis and Christian Klaes / Caltech

他们首先通过功能性核磁共振（fMRI）找到了患者脑中与手部运动相关的脑区，然后在这些脑区植入了多个微阵列电极（electrode array），这些微阵列电极可以实时检测相应脑区的活动情况，并且把这些信息实时反馈给计算机。经过一些功能测试之后，研究者相信他们凭借这些采集到的信息已经足以指挥一台机械臂。

随后，研究者将一只真正的机械臂与计算机连接，在计算机的帮助下，志愿者仅仅依靠想象就操纵机械臂完成了指定任务。从握手到递水、从按搅拌机遥控到“石头剪子布”，志愿者对机械臂的控制正在向真正的“如臂使指”靠近。

EGS通过意念操纵机械臂给自己从桌上拿喝的。视频来源：Caltech team

这项新突破为今后的神经义肢技术（neuroprosthetics）提供了很重要的参考，或许有一天，上肢残障人士真的可以拥有能够媲美人手的替代品也说不定呢。

（编辑：Calo）

参考资料：

1. Tyson Aflalo, et. al. (2015). "Decoding motor imagery from the posterior parietal cortex of a tetraplegic human". Science. VOL 348: 906–910.
2. 用意念控制并感受虚拟手臂

文章题图：hagaren.jp