震撼！Science：“第三手指”可增强人体功能

伦敦大学学院(UCL)研究人员的最新研究发现，使用机械手拇指俗称‘Third Thumb’【第三拇指】可能会影响大脑对手的表征。

该团队训练人们使用额外的机械手指，发现他们可以有效、灵巧地完成任务，比如用一只手(现在有两个拇指)搭一座积木塔。研究人员在《Science Robotics》杂志上报告称，受训使用拇指的参与者也越来越觉得拇指是他们身体的一部分。

‘Third Thumb’【第三拇指】

设计师Dani Clode开发的这个被称为‘Third Thumb’【第三拇指】的设备，作为英国皇家艺术学院(Royal Collegeof Art)一个获奖研究生项目的一部分，试图重塑我们对假肢的看法，从替代失去的功能到人体的延伸。后来，她被邀请加入伦敦大学学院(UCL) Tamar Makin教授的研究团队，他们正在研究大脑如何适应身体增强。

该研究的主要作者Makin教授（UCL认知神经科学研究所）说：“增强身体是一个不断发展的领域，旨在扩展我们的身体能力，但我们对大脑如何适应它缺乏清晰的了解。通过研究使用Dani精心设计的“第三拇指”的人，我们试图回答一些关键问题，比如人类的大脑是否可以支持身体的额外部分，以及这项技术将如何影响我们的大脑。”

第三只拇指采用3D打印技术，易于定制，并戴在与用户实际拇指相反的手侧，靠近小拇指。佩戴者通过安装在大脚趾下方的压力传感器控制它。通过无线连接到拇指，两个脚趾传感器通过立即响应佩戴者压力的细微变化来控制拇指的不同运动。

在本研究中，对20名参与者进行了为期5天的拇指使用培训，在此期间，他们还被鼓励每天训练后将拇指带回家以在日常生活中使用，每天的佩戴时间总计为2到6个小时。研究人员将这些参与者与另外10名在完成同样训练时佩戴静态拇指的对照组参与者进行了比较。

在实验室的日常训练中，参与者被训练用拇指专注于助于增强手与拇指之间协作的任务，比如用一只手拿多个球或酒杯。他们很快就学会了使用拇指的基本操作，而训练使他们成功地改善了运动控制、灵活性和手-拇指的协调能力。参与者甚至可以在分心的时候使用机械拇指——在做数学题的时或者在蒙上眼睛时搭一个木塔。

核心研究小组设计师员DaniClode，他说:“我们的研究表明，人们可以很快学会控制一个增强设备，并使用它，而无需进行过多思考。”我们发现，在使用“第三拇指”时，人们改变了他们自然的手部动作，他们也报告说，这机器人拇指感觉就像他们自己身体的一部分。”

该研究的第一作者PaulinaKieliba说:“有朝一日，身体增强技术将在许多方面产生价值，例如使外科医生在没有助手的情况下进行手术也能应对自如，或让工厂工人更有效率地工作。”这种工作方式可以彻底改变假肢的概念，并可以帮助永久或暂时只能使用一只手的人用该只手做任何事情。但为了实现这一目标，我们需要继续研究这些设备如何与我们的大脑互动的复杂跨学科问题。”

在训练前后，研究人员使用功能磁共振成像扫描参与者的大脑，而参与者则分别移动手指(在扫描时他们没有戴拇指)。研究人员发现，第三只拇指增强的手在大脑的感觉运动皮层中的表示方式有细微但重要的变化。在我们的大脑中，每个手指都有不同的代表;在研究参与者中，每个手指对应的大脑活动模式变得更加相似(不那么明显)。

在12名参与者停止使用第三拇指7到10天后进行的后续MRI扫描中，研究人员发现，在使用第三拇指后立即进行的扫描中，增强手的表现与后续扫描中没有显著差异。这表明，即使参与者去掉了额外的拇指，大脑对手的感知变化也会持续几天。

在得出结论之前，研究人员指出，改变的表征可能是适应或不适应。他们将在未来的研究中评估这个问题，以及探索增强技术对儿童和青少年的心理影响，以及用户在长时间使用第三拇指后是否能够安全地重新适应生物手。

参考

https://techilive.in/robotic-third-thumb-use-can-alter-brain-representation-of-the-hand/postural Robotic hand augmentation drives changes in neural body representation

路达编译

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