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在一项实验中，36个健康人成功地安装了机器人“第三拇指”，并运用自如。这项实验证明了人的大脑具有不可思议的能力，能够适应和利用一个全新的身体部位。目前，研究人员仍在试图分析、解读人类大脑的这种能力。
“第三拇指”最初是英国伦敦皇家艺术学院的一个获奖研究生项目，它的目的是重新定义传统的义肢观念。“第三拇指”的设计师丹尼·克洛德（Dani Clode）解释说：“这个项目最初是为了更好地了解控制，附加在我身体上的东西是什么感觉。作为一名假肢设计师，我想要理解人与假肢之间的独特关系。这是一种不同于其他任何产品的关系，我想探索这一点。” 事实上，“第三拇指”也代表了人体的一种增强，而不是取代或恢复“正常”的人体功能。这是一个非常超越人类的概念，但科学家们实际上并不知道人类的大脑是否能够有意义地支持额外的身体部位，或额外认知负荷的长期后果。 来自伦敦大学学院的认知神经科学家表示：“这些问题很复杂，需要不同领域专家的合作。在我们的研究中，我们使用丹尼巧妙设计的第三拇指来探索人类的大脑如何支持身体的额外部分，以及这种增强技术可能会如何影响我们的大脑。” 答案很重要，因为多一个拇指可能会带来很多好处。它可以帮助完成重复的、困难的和体力要求高的任务，同时也可以帮助那些永久或暂时失去一只手功能的人。它还可能带来全新的能力和活动，无论是一种新的乐器演奏方式，或者是一项全新体育运动的到来。 参与研究的神经学家认为，在更日常的层面上，我们的一些测试者报告说，他们会用拇指翻阅书籍，用其他手指剥香蕉，或者单手打开瓶子。他们中的大部分人在手忙脚乱的时候，会用它来捡起和搬运小物件。就我个人而言，我发现拇指在从口袋里取出钥匙时非常有用，同时还能在手机上浏览互联网。 实验中，一组36名健康的参与者接受了该设备的训练，然后用它执行各种任务，比如搭一座积木塔，同时操纵多个球，或者用勺子搅拌咖啡杯。他们甚至在蒙住眼睛或分心做数学题时也能完成其中一些任务。 “第三拇指”是一款可弯曲的3D打印拇指延伸装置，由你的脚控制。它戴在手上，紧挨着你的小指，通过安装在鞋子和脚趾下面的两个压力传感器控制的两个马达，它可以像拇指一样动态移动，并与拇指组件无线通信。 用脚来控制这个装置可能看起来很奇怪，但科学家把它比作开车、使用缝纫机，或弹钢琴 —— 所有这些活动都需要用到脚踏板。 参与者可以使用该设备5天，并在实验前后对他们的大脑进行了功能磁共振成像扫描。他们学得很快，使用这个设备来拿起酒杯，分类物品，并开始他们的日常生活。研究人员鼓励参与者每天把“拇指”带回家，允许他们每天佩戴该设备两到六个小时。研究人员还创建了一个对照组，参与者使用的是静止的第三根拇指，没有机器人的功能。 训练结束时，一些参与者甚至报告说，他们开始觉得第三拇指成为了他们身体的一部分。科学家也惊讶地发现，人们与拇指的联系如此紧密。甚至，一些参与者“需要一点时间来和假体说再见”，一些人甚至说，他们觉得“在培训结束后，他们少了一些东西”。 随着训练的进行，参与者改变了他们使用设备的方式，从而产生了新的手指协调模式。他们的手部运动和大脑运动都记录了这一点。 实验后，科学家们总结道：“参与者接受了各种行为和大脑成像测试，目的是在训练前后检查增强手的表现。我们发现，即使在认知负荷增加或视力受阻的情况下，训练也能改善第三拇指的运动控制、灵巧度和手与机器人的协调性。同时，它还增加了比第三拇指更强的体验感。因此，增强影响了手部表征和运动控制的关键方面。第三拇指的使用削弱了生物手的自然运动学协同效应。” “此外，大脑解码显示，即使在没有佩戴第三个拇指的情况下，增强的手在训练后的运动表征也出现了轻微的崩溃。总而言之，我们的发现表明，运动增强可以很容易地实现，具有灵活使用的潜力，减少认知依赖，并增加具体感。然而，增强可能会引起生物手部表征的变化。这种神经认知后果对于成功实施未来的增强技术至关重要。” |
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