假肢可以奇跡般地恢復一些截肢者失去的功能，但它們至今尚無法完成一件事，那就是恢復準確的觸覺。如今，研究人員報告說，在不遠的將來，這些人造的手臂和腿腳有可能獲得接近真實的觸覺。利用一種兩層的柔韌薄塑料，科學家研制出一種新的電子傳感器，能夠模擬人體皮膚中觸覺傳感器的神經信息而向小鼠腦組織傳送信號。

長期以來，多個研究團隊一直試圖為假肢佩戴者恢復觸覺。例如，兩年前，美國俄亥俄州克利夫蘭市凱斯西儲大學的研究人員報告說，通過在假手使用者的手臂外圍神經中連接壓力傳感器從而使其獲得了觸覺。

然而盡管這些成績已經恢復了基本的觸覺，但其傳感器和信號與皮膚中的天然觸覺傳感器——機械性感受器發送的信號仍存在巨大差異。

當人體中的機械性感受器感受到壓力后，它們會發送一股神經脈沖;壓力越大，脈沖頻率越高。而之前的觸覺傳感器在更大的壓力下會產生更強的電信號，而不是高頻脈沖流。電信號必須被發送到另一個處理芯片，該處理芯片將信號的強度轉換成一個數字脈沖流，然后才被發送到周圍神經或腦組織中去。

受到天然機械性感受器的啟發，由加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學化學工程師鮑哲南率領的研究人員，開始著手研制能夠直接大量產生數字信號的人造皮膚。

據鮑哲南介紹，這是第一種能夠感知壓力并與大腦溝通的柔性人造皮膚，距真正像人類皮膚的柔性人造皮膚“更近一步”。

這種人造皮膚像“一頁紙那么薄”，可以分為兩層，外層是可以感知壓力的傳感器，由塑料材料加上碳納米管制成;內層是由噴墨打印機印刷出的柔性電子電路，可以把壓力信號改變成電信號并傳遞給大腦。

借助一種叫光遺傳學的技術，研究人員改造了實驗鼠的大腦神經細胞，使得人造皮膚能夠向這種改造后的細胞傳遞電信號。

鮑哲南說，壓力傳感器的一個難點就是感知微小力量，而他們開發的人造皮膚連一粒大麥、一小粒食鹽、一只蝴蝶造成的壓力都可以感知。其工作原理是壓力越大，與電極的接觸面積越大，從而導電性能越好，借此可感知壓力的變化。研究人員下一步將研制可以感知溫度、痛覺等感覺的傳感器。

研究人員在10月16日出版的《科學》雜志上報告了這一研究成果。

伊利諾伊大學香檳分校從事柔性電子研究的化學家John Rogers表示：“很高興看到此類研究朝著這個方向發展，這篇論文令人印象深刻。”

然而Rogers和鮑哲南都強調，讓截肢者獲得類似于真實的觸覺依然有很長的路要走。舉例來說，醫生們不能用人腦組織來接收光信號。這意味著研究人員需要找到其他的方法，在很長一段時間內將來自假肢的電信號以一種穩定而安全的方式傳遞給大腦。鮑哲南說，她希望使用靈活的有機電子產品來完成這項任務。最終，隨著這些不同的研究線索交織在一起，它很可能會給截肢者關于周圍環境的一種全新的感覺 。(趙熙熙)

據英國《新科學家》周刊網站10月8日報道，美國科學家研制的人造假肢，第一次讓失去手的人能重溫我們往往習以為常的自然觸覺。這種感覺如此真實，以至于一名男子在戴著該裝置做完試驗后離開實驗室時表示，這就像是把自己的手留在了實驗室。

人類感知觸覺的能力是我們與外部世界互動的重要環節。因此幾十年來，研究人員一直在致力于使四肢殘缺的人們恢復觸覺。他們知道，假肢裝置的操控和感覺能力將對此提供幫助。

研究小組曾嘗試通過向患者的殘留肢體輸送振動，從而人為制造出與假肢所受到的壓力相同的壓力感。但這種方法被證明弊大于利。人們也嘗試過給殘留的神經內部接上電極，但它們所產生的刺痛感只能持續數周，之后便逐漸減弱。

現在，美國俄亥俄州退伍軍人事務部克利夫蘭路易斯·斯托克斯醫療中心的達斯汀·泰勒及其同事已經找到了一種方法，可以向兩位在工業事故中失去手的患者傳達長期有效的逼真觸覺，例如接觸衛生棉簽或水滴的感覺。

兩年前，該團隊在患者殘留手臂內通常會把手部感官信息傳遞給大腦的三根主神經周圍植入了一圈環狀電極。每一圈環狀電極包含了8個電極，它們能分別刺激不同部位的神經。這些電極經過導線與一臺通過一連串電脈沖制造刺激的機器相連，再將該裝置與患者已經在使用的假肢連在一起。

泰勒說：“我們剛一刺激首位實驗對象手臂內的神經，他馬上就說：‘這是我截肢后第一次有了手的感覺。’”隨著研究團隊依次接通每一個電極，實驗對象產生了相應的觸覺，這種觸覺最先來自假手的大拇指指尖，繼而是食指指尖，依此類推。泰勒說：“這確實讓我們十分興奮，最終我們成功地使整只假手產生了觸覺。”據稱這種刺激具有輕微的麻痛和騷癢感。

為了展開進一步的研究，該研究團隊試驗了利用不同頻率和強度的電脈沖來制造刺激的情形。在進行了相當數量的反復試驗后，研究團隊推斷出了產生多種逼真觸覺——例如手指壓在圓珠筆尖上、敲擊手指、用棉簽輕輕摩擦皮膚，甚至水滴滴落到手背上的感覺——所需的電極刺激類型。

為了使人造假手具有實用價值，需要能夠推斷出佩戴者在不同情形下應當產生哪些相應的感覺。安裝在假肢上的傳感器對于實現這一點能夠派上些用場，它們可以測量不同方位的觸感和壓力，并把數據傳送至電極，從而使電極能夠產生正確的刺激類型。