研究顯示,多一隻手指可強化大腦運動機制

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 25 日 15:53 | 分類 3D列印 , 機器人 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


英國倫敦大學學院(UCL),近期在《機器人科學》(Robotic Science)期刊發表研究,若是在人手增加一隻機器手指,大腦對手部運作的機制也會跟著改變。

研究團隊發現,只要短時間操作訓練,測試者就能使用六根手指,進行堆積木這類複雜操作,且很快受試者就會感覺新手指是身體的一部分。

設計者 Dani Clode 在皇家藝術學院發表這項獲獎畢業作品後,馬上就被 UCL 神經科學家 Tamar Makin 教授延攬。研究目標是希望重塑人們對義肢使用的方法。一般來說,義肢通常為了彌補失去的肢體功能的輔助工具,但這項研究證明,義肢也能當正常肢體的延伸,改變人們運用肢體的行為模式。

「肢體強化是現今神經科學和機器人研究的新興領域,但目前學界對大腦如何適應肢體變化還沒有足夠了解。」Makin 教授指出,「透過 Dani 機器手指發明,我們現在可了解大腦在身體多出新部位後如何調適,並觀察新肢體對大腦的長期影響」。

▲ 動力外骨骼是肢體強化最早開始進行的研究項目之一。(Source:DARPA, Public domain, via Wikimedia Commons)

機器手指是使用 3D 列印技術製造,因此成本不高,也很方便客製化。使用者把機器手指裝在小指旁邊,並把無線控制器貼在腳姆指上操作。控制器透過壓力感應,讓手指做出不同動作。

接受測試的 20 名受試者,短時間內就習慣操作,並可進行細微動作,比如一次把幾個彈珠從杯子裡拿出來,甚至可以一邊算數學題目一邊堆積木。

「透過實驗,我們發現受試者適應新手指的速度很快,沒有想得很複雜。」開發者 Clode 表示,「且受試者很快就創造出新手部運用方式,讓第六隻手指發揮作用。」

▲ 受試者運用第六隻手指做出以往要兩隻手才能做的動作。(Source:影片截圖)

「但除此之外,我們還需更清楚了解,長時間使用額外義肢對大腦影響是什麼。」論文的共同作者 Paulina Kieliba 指出。

研究團隊在實驗期間,對受試者腦部斷層掃描,發現原本大腦對每隻手指的活動都有特定反應。但使用第六隻手指後,大腦對不同手指的反應方式會逐漸一致,顯示大腦對手指的運用不再侷限原本設定。

這項研究,對未來義肢運用和肢體強化,帶來很大進展。除了讓失去一隻手的人可用剩下的手靈活動作,醫生將來或許也不需要太多助手,就可以動手術,工人也可更有效率工作。

(首圖來源:影片截圖)