在因工伤事故失去部分手臂多年后，伊戈尔·斯佩蒂奇（Igor Spetic）和基思·冯德休维尔（Keith Vonderhuevel）再次感受到了触觉——例如棉球的绒毛感，或者水流的触感——似乎是源自他们的假肢手背。这些触感是实验室创造的，目的是研究如何为失去手的人电子重建触觉。
这项昨天公布的研究，是首次人工创造出如此自然感觉的触觉。“我立刻就知道那是棉花，”斯佩蒂奇在一份声明中说。他解释说，以前棉球会让他起鸡皮疙瘩；他说他以前会让他家人帮他拧开药瓶，以避免接触棉球。这次的触感也让他起了一身鸡皮疙瘩。
其他研究团队曾试图通过用电脉冲刺激截肢者的神经来重建他们的触觉……但研究志愿者总是报告说，由此产生的触感很奇怪，就像脚麻了时那种刺麻的感觉。凯斯西储大学的生物工程师、参与冯德休维尔和斯佩蒂奇研究的首席研究员达斯汀·泰勒（Dustin Tyler）说，这感觉就像过去的实验没有用正确的语言与大脑交流。“我们现在开始用正确的语言交流了。”
泰勒及其同事的研究是朝着制造能够向用户传递自然触觉的假肢手和手臂迈出的一步。工程师们距离制造出真正具有感觉的假肢手还有很长的路要走，而且也不能保证它们一定能奏效。然而，有感觉的假肢是一个热门的研究领域，因为它们可以让假肢使用者们的日常生活任务变得更加容易。
那么，你如何让一个没有手的人感觉到他的手上有什么呢？这需要研究志愿者付出一些努力。斯佩蒂奇和冯德休维尔在手臂上都接受了手术植入，植入了包含十几个电极的阵列。电极的一端围绕着他们手臂主要的神经束。另一端，阵列连接到上臂表面的一个小插头，这是研究过程所必需的。这就像有一个永久性的导管，就像化疗病人那样。希望未来这样的植入物能够无线工作。
大多数时候，冯德休维尔和斯佩蒂奇的植入物对他们并没有什么作用。相反，他们像其他假肢用户一样，使用他们普通的、市面上能买到的、没有感觉的假肢。但他们每个月会来泰勒的实验室一两次，测试电极赋予他们感觉的能力。在实验室里，研究人员将自己的设备插入植入物，向志愿者的神经发送微弱的电脉冲。
泰勒及其同事一直在测试哪种电脉冲模式最能创造出自然感觉的触觉。他们发送的每一次脉冲的强度都比你有时不小心给猫咪电击的强度还要弱。泰勒及其同事的目标是保持低强度，泰勒认为这有助于使触感更自然。“我们只与神经进行它们乐于互动的程度的交互，”他说。
“大脑不知道我们欺骗了它。”
尽管电信号技术上是通过斯佩蒂奇和冯德休维尔的上臂输入的，但他们报告说，触感似乎源自他们的假肢手。“如果我们做得正确，大脑就会将其解读为它原本就来自手，”泰勒说。“大脑不知道我们欺骗了它。”
不同强度和模式的脉冲可以创造出不同的整体感觉，例如棉球或水流。
为了更生动地展示这种触感在未来可能如何有益，冯德休维尔和斯佩蒂奇参与了一项实验，他们戴着装有传感器的实验性假肢手。这只手连接到他们的植入物。他们尝试摘取樱桃和葡萄的梗——这是一项精细的任务。
在蒙眼、植入物关闭的情况下，他们有43% 的时间能够摘下樱桃梗。当研究人员打开植入物时，志愿者的成功率飙升至77%。“这是一个非常好的、实用的演示，说明他们的传感器假肢如果集成到临床设备中，可以帮助人们，”加州大学旧金山分校的生物工程师约瑟夫·奥多厄蒂（Joseph O’Doherty）说，他没有参与这项研究。
“有感觉的时候，并不难，”冯德休维尔说。“没感觉的时候，你就会制造出很多葡萄汁。”
尽管研究取得了成功，但植入阵列仍可能损害他们的神经，或者他们的导管式接口可能会发生感染。然而，到目前为止，情况似乎一切顺利。植入后，这两位男士曾露营和砍柴。冯德休维尔的植入物已经使用了16个月。斯佩蒂奇的植入物已经使用了两年。如果一切顺利，他们将终生佩戴他们的植入物。
