美国科研团队在 Nature Biomedical Engineering 发表重磅成果：通过在人体初级躯体感觉皮层（S1）实施多电极皮层内微刺激（ICMS），科学家首次成功诱发出高度稳定、精确定位的触觉感知，让颅颈损伤患者通过脑控仿生手重新“感觉”不同部位触觉。这项突破性研究不仅站在神经工程技术顶端，也为脑机接口系统中触觉反馈的精准性建立了全新量化基础。
为什么“传感反馈”对假肢至关重要？
虽然脑机控制假肢在运动控制上已有极大进展，但缺乏自然触觉反馈始终是用户体验的最大短板。没有触觉，假肢只是“工具”，而非身体一部分。此前，植入外周神经的刺激技术曾显现初步效果，但信号稳定性、精确定位与力量感知仍难以自然。
本研究提出，在用户大脑皮层中直接刺激，通过模拟真实皮肤触觉编码，能够实现更自然、更可靠的触觉还原。研究者设想，假肢上的压力传感器映射至多个皮层电极，通过组合微刺激模式，还原物体触碰位置与力度感受。
三例志愿者体验多电极触觉奇迹
所有参与者的阵列植入位置和感知图
研究招募三位颈椎损伤者，他们虽丧失外肢触觉，但仍能通过脑机系统控制仿生手。科研团队在初级躯体感觉区植入微电极阵列，并按以下方式展开实验：
①电极定位与感觉区域映射：分别标定多个电极对应皮肤部位的小“热点”，证实感知位置与电极结构严格对应，且长期稳定不变。
②强度与频率调控：测试不同刺激频率与幅度对触觉强度的影响。单电极刺激常产生微弱感受，难以辨别方向或力度。
③多电极组合刺激：同时激活多个相邻电极，重叠投射区域产生更集中、更强烈的感受，显著提升定位准确度与强度识别能力
实验结果显示通过多电极ICMS，受试者在几百毫秒内辨识触觉位置，识别力道变化，并能准确区分不同目标接触位置。组合刺激模式下的触觉感知更自然、稳定，为精确操作假肢提供可靠反馈支持。
PFs加起来产生焦点和定位良好的感觉
触觉闭环构建，脑机未来更“真实敏感”
这项研究的意义重大，具体体现在以下几个层面：
首先，它真正验证了多点皮层刺激能诱发自然、稳定且可定位的触觉，这是触觉反馈系统从经验性尝试迈入科学量化的关键一步。相比单电极刺激，它不仅让触觉更强烈、更具方向性，还能通过组合编码实现力感强度的连续调节，从而接近日常生活中真实的触觉体验。
其次，从脑机接口技术角度来看，这提供了一个非常实用的反馈控制模型：假肢上的触觉传感器可将接触压力、位置映射至多个皮层电极，通过 ICMS 模拟对应感受，从而实现闭环控制：传感捕获 → 模拟编码 → 感知反馈 → 操作调整。这种实时的、生理一致的触觉闭环，是构建“身临其境”神经假体的核心。
除此之外，该研究进一步证明了脑机系统中的 触觉精细调控不是空中楼阁。只要电极植入正确、编码策略合理，就能让植入者在无外周神经的情况下“感知世界”，这对于截肢人士、脊髓损伤患者乃至感觉丧失的神经康复者，都具有极大意义。
最后，它还为未来科技和伦理边界的探索打开了通路。未来的仿生肢体将不再只是“有动作”的机械臂，而是真正可以沟通触觉、力感和位置感的“第二身体”。这不仅提升控制能力，更关键地提升用户的归属感和情感连贯性。
新闻来源：Nature Biomedical Engineering
论文参考：DOI:10.1038/s41551-024-01299-z
