在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，36個(gè)健康人成功地安裝了機(jī)器人“第三拇指”，并運(yùn)用自如。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明了人的大腦具有不可思議的能力，能夠適應(yīng)和利用一個(gè)全新的身體部位。目前，研究人員仍在試圖分析、解讀人類大腦的這種能力。

“第三拇指”最初是英國(guó)倫敦皇家藝術(shù)學(xué)院的一個(gè)獲獎(jiǎng)研究生項(xiàng)目，它的目的是重新定義傳統(tǒng)的義肢觀念?！暗谌粗浮钡脑O(shè)計(jì)師丹尼·克洛德（Dani Clode）解釋說(shuō)：“這個(gè)項(xiàng)目最初是為了更好地了解控制，附加在我身體上的東西是什么感覺(jué)。作為一名假肢設(shè)計(jì)師，我想要理解人與假肢之間的獨(dú)特關(guān)系。這是一種不同于其他任何產(chǎn)品的關(guān)系，我想探索這一點(diǎn)。”

事實(shí)上，“第三拇指”也代表了人體的一種增強(qiáng)，而不是取代或恢復(fù)“正常”的人體功能。這是一個(gè)非常超越人類的概念，但科學(xué)家們實(shí)際上并不知道人類的大腦是否能夠有意義地支持額外的身體部位，或額外認(rèn)知負(fù)荷的長(zhǎng)期后果。

來(lái)自倫敦大學(xué)學(xué)院的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家表示：“這些問(wèn)題很復(fù)雜，需要不同領(lǐng)域?qū)＜业暮献?。在我們的研究中，我們使用丹尼巧妙設(shè)計(jì)的第三拇指來(lái)探索人類的大腦如何支持身體的額外部分，以及這種增強(qiáng)技術(shù)可能會(huì)如何影響我們的大腦。”

答案很重要，因?yàn)槎嘁粋€(gè)拇指可能會(huì)帶來(lái)很多好處。它可以幫助完成重復(fù)的、困難的和體力要求高的任務(wù)，同時(shí)也可以幫助那些永久或暫時(shí)失去一只手功能的人。它還可能帶來(lái)全新的能力和活動(dòng)，無(wú)論是一種新的樂(lè)器演奏方式，或者是一項(xiàng)全新體育運(yùn)動(dòng)的到來(lái)。

參與研究的神經(jīng)學(xué)家認(rèn)為，在更日常的層面上，我們的一些測(cè)試者報(bào)告說(shuō)，他們會(huì)用拇指翻閱書(shū)籍，用其他手指剝香蕉，或者單手打開(kāi)瓶子。他們中的大部分人在手忙腳亂的時(shí)候，會(huì)用它來(lái)?yè)炱鸷桶徇\(yùn)小物件。就我個(gè)人而言，我發(fā)現(xiàn)拇指在從口袋里取出鑰匙時(shí)非常有用，同時(shí)還能在手機(jī)上瀏覽互聯(lián)網(wǎng)。

實(shí)驗(yàn)中，一組36名健康的參與者接受了該設(shè)備的訓(xùn)練，然后用它執(zhí)行各種任務(wù)，比如搭一座積木塔，同時(shí)操縱多個(gè)球，或者用勺子攪拌咖啡杯。他們甚至在蒙住眼睛或分心做數(shù)學(xué)題時(shí)也能完成其中一些任務(wù)。

“第三拇指”是一款可彎曲的3D打印拇指延伸裝置，由你的腳控制。它戴在手上，緊挨著你的小指，通過(guò)安裝在鞋子和腳趾下面的兩個(gè)壓力傳感器控制的兩個(gè)馬達(dá)，它可以像拇指一樣動(dòng)態(tài)移動(dòng)，并與拇指組件無(wú)線通信。

用腳來(lái)控制這個(gè)裝置可能看起來(lái)很奇怪，但科學(xué)家把它比作開(kāi)車、使用縫紉機(jī)，或彈鋼琴 —— 所有這些活動(dòng)都需要用到腳踏板。

參與者可以使用該設(shè)備5天，并在實(shí)驗(yàn)前后對(duì)他們的大腦進(jìn)行了功能磁共振成像掃描。他們學(xué)得很快，使用這個(gè)設(shè)備來(lái)拿起酒杯，分類物品，并開(kāi)始他們的日常生活。研究人員鼓勵(lì)參與者每天把“拇指”帶回家，允許他們每天佩戴該設(shè)備兩到六個(gè)小時(shí)。研究人員還創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)照組，參與者使用的是靜止的第三根拇指，沒(méi)有機(jī)器人的功能。

訓(xùn)練結(jié)束時(shí)，一些參與者甚至報(bào)告說(shuō)，他們開(kāi)始覺(jué)得第三拇指成為了他們身體的一部分?？茖W(xué)家也驚訝地發(fā)現(xiàn)，人們與拇指的聯(lián)系如此緊密。甚至，一些參與者“需要一點(diǎn)時(shí)間來(lái)和假體說(shuō)再見(jiàn)”，一些人甚至說(shuō)，他們覺(jué)得“在培訓(xùn)結(jié)束后，他們少了一些東西”。

隨著訓(xùn)練的進(jìn)行，參與者改變了他們使用設(shè)備的方式，從而產(chǎn)生了新的手指協(xié)調(diào)模式。他們的手部運(yùn)動(dòng)和大腦運(yùn)動(dòng)都記錄了這一點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)后，科學(xué)家們總結(jié)道：“參與者接受了各種行為和大腦成像測(cè)試，目的是在訓(xùn)練前后檢查增強(qiáng)手的表現(xiàn)。我們發(fā)現(xiàn)，即使在認(rèn)知負(fù)荷增加或視力受阻的情況下，訓(xùn)練也能改善第三拇指的運(yùn)動(dòng)控制、靈巧度和手與機(jī)器人的協(xié)調(diào)性。同時(shí)，它還增加了比第三拇指更強(qiáng)的體驗(yàn)感。因此，增強(qiáng)影響了手部表征和運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵方面。第三拇指的使用削弱了生物手的自然運(yùn)動(dòng)學(xué)協(xié)同效應(yīng)?！?/span>

“此外，大腦解碼顯示，即使在沒(méi)有佩戴第三個(gè)拇指的情況下，增強(qiáng)的手在訓(xùn)練后的運(yùn)動(dòng)表征也出現(xiàn)了輕微的崩潰?？偠灾覀兊陌l(fā)現(xiàn)表明，運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)可以很容易地實(shí)現(xiàn)，具有靈活使用的潛力，減少認(rèn)知依賴，并增加具體感。然而，增強(qiáng)可能會(huì)引起生物手部表征的變化。這種神經(jīng)認(rèn)知后果對(duì)于成功實(shí)施未來(lái)的增強(qiáng)技術(shù)至關(guān)重要?！?/span>