由UCL研究人员领导的一项新研究发现，使用机器人的“第三只拇指”可能会影响手在大脑中的表示方式。该团队训练人们使用多余的机械手拇指，发现他们可以有效地执行灵巧的任务，例如用一只手(现在用两个拇指)建造积木塔。研究人员在《科学机器人》杂志上报告说，训练有素的参与者也越来越觉得拇指是他们身体的一部分。
设计师Dani Clode作为皇家艺术学院屡获殊荣的研究生项目的一部分，开始开发名为“第三只拇指”的装置，以寻求改变我们对假肢的看法，从取代失去的功能到人类的延伸。身体。后来她被邀请加入UCL的Tamar Makin教授的神经科学家团队，他们正在研究大脑如何适应身体增强。
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。通过研究人们我们使用Dani巧妙设计的“第三只拇指”，试图回答一些关键问题，例如人的大脑是否可以支撑身体的额外部位，以及该技术如何影响我们的大脑。”
第三只拇指经过3D打印，易于定制，并戴在与用户实际拇指相反的手侧，靠近小(细小)手指。佩戴者可通过脚趾下方大脚上安装的压力传感器来控制它。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，他们还被鼓励每天在训练后将拇指带回家以适应日常生活中的情况，每天的佩戴时间为2到6个小时。将这些参与者与另一组10名对照参与者进行比较，这些参与者在完成相同的培训时佩戴了Thumb的静态版本。
在实验室的日常工作中，参加者接受了使用拇指的培训，他们专注于有助于增强手与拇指之间协作的任务，例如用一只手捡起多个球或酒杯。他们很快学会了使用Thumb的基础知识，而培训使他们能够成功地改善他们的运动控制，灵巧性和手拇指协调性。分散注意力时，参与者甚至能够使用Thumb(在做数学问题时或蒙上眼睛时建造一座木塔)。
参与核心研究团队的设计师Dani Clode(UCL认知神经科学研究所和Dani Clode Design)说：“我们的研究表明，人们可以迅速学会控制增强设备并为其受益而使用，而无需考虑过多。我们看到，在使用“第三只拇指”时，人们改变了自然的手部动作，并且他们还报告说，“自动拇指”感觉像是自己身体的一部分。”
该研究的第一作者Paulina Kieliba(加州大学洛杉矶分校认知神经科学研究所)说：“有一天，增强身体在社会上可以是很有价值的，例如使外科医生在没有助手的情况下就可以度过难关，或者让工厂工人工作得更多。这种工作方式可以彻底改变假肢的概念，并可以帮助永久或临时只能用一只手的人用一只手做所有事情，但是要到达那里，我们需要继续研究复杂的，跨学科的问题这些设备如何与我们的大脑互动。”
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，而参与者分别移动手指(他们在扫描仪中没有戴拇指)。研究人员发现，用第三只拇指增强的手(而不是另一只手)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，每个手指的代表都与众不同。在研究参与者中，与每个手指相对应的大脑活动模式变得更加相似(不那么明显)。
一周后，再次对一些参与者进行了扫描，大脑手部区域的变化已经消退，这表明这种变化可能不是长期的，尽管还需要进行更多的研究来证实这一点。
Paulina Kieliba表示：“我们的研究是第一个研究在实验室外使用增强装置的研究。这是第一个经过数天的长时间培训而进行的增强研究，也是第一个拥有未经训练的对照组的研究。我们的研究表明，神经科学家与设计师和工程师紧密合作的价值，可以确保增强设备充分利用我们大脑的学习和适应能力，同时还可以确保安全使用增强设备。”
Makin教授补充说：“进化并没有使我们准备使用多余的身体部位，而且我们发现，要以新的出乎意料的方式扩展我们的能力，大脑将需要适应生物体的表现。”
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