“半人半机器”的日子果真要来了?

在说“半人半机器”之前，我们要从人类最初、最基本，也是人体第一大感觉说起——
触觉。

---

为什么“抱抱摸摸”后整个人都好了？

下图↓这是20世纪50年代，心理学家Harry harlow著名的“恒河猴实验”：笼子里的小猴有两个“假妈妈”，一个是有柔软触感的“毛茸茸妈妈”，但不能提供奶水；一个则是硬邦邦的“铁丝妈妈”，但能够提供奶水——


供图：AL FENN, LIFE PICTURE COLLECTION/SHUTTERSTOCK
实验结果是，每当从“铁丝妈妈”那里喝完奶水，小猴就急忙躲开，转而紧紧抱着“毛茸茸妈妈”。



图源：psycnet.apa.org
这项动物实验很残忍（小猴被长期隔离，10周-1年），但此举也证实了“触摸”对抚慰身心具有何等重要的作用；证实了渴望柔软触感是一种本能。
这项残忍的动物实验虽然“错得离谱”，但也证明当时那个时代一些西方育儿权威同样“错得离谱”——他们指导父母“若非必要，就不要触摸宝宝；否则会造成溺爱，致使他们长大后软弱、依赖性强，且触摸宝宝也不卫生”。



中国内蒙古，1.66亿年前的化石，里面是一种比老鼠还小的生物，骨架周围白色部分是化石皮毛，这表明这种动物已发展出与现代哺乳动物皮毛相关的触觉，皮毛的首次出现恰逢早期哺乳动物大脑的进化与扩大，包括处理触觉的皮层区扩大——触觉感知是早期哺乳动物发展出更大大脑的基本驱动力之一。摄影：JUSTIN JIN

---

下图↓印度新德里一家医院，刚出生的双胞胎依偎在姨妈怀里，进行“袋鼠式护理”：让低出生体重婴儿与母亲或代理母亲肌肤紧贴、不间断进行袋鼠式护理，能增强羸弱婴儿的体质。新生儿保育箱是为了将羸弱婴儿置于保护性的无菌隔离环境中；而将新生儿贴在母亲胸口，则可以让婴儿及时吮吸母乳，还能从母亲那里获得有保护作用的微生物。


摄影：SAUMYA KHANDELWAL
研究人员估计，“袋鼠式护理”——这种主要依靠依偎和触感的方法，每年可拯救15万条生命。


名为“C类触觉传入纤维”的神经纤维集中分布于手臂和背部，这些部位受到轻触、抚摸时，会使人感到愉悦，并与他人产生温暖的联系。图中，科学家正在记录婴儿接受触觉后的大脑活动。摄影：LYNN JOHNSON



美国亚利桑那州一家动物休养中心，据悉，触摸这里的温和动物对自闭症儿童有正向作用；之后，有很多人预订来这里与动物拥抱，每次长达一小时。摄影：LYNN JOHNSON
下图↓按摩师John Ball在为世界级田径运动员Ben Blankenship提供治疗。
按摩师John Ball说：“我知道如何利用人体组织和触觉的反馈信号，触觉越丰富，能刺激的皮肤受体就越多；按摩时，身体区域和大脑之间来回传递的信息也越多。”


摄影：LYNN JOHNSON

触觉是伟大的——但在科学家眼里，这种皮肤、神经和大脑相互作用而产生的东西，它简直复杂到“令人生厌”！要理解、测量，更能以“人”的方式再造触觉，简直难如登天——
完美模拟这伟大的“人类触觉”，也是成为“半人半机器”的主要阻碍。

---

“半人半机器”？

2012年，美国男子Brandon Prestwood因事故失去了左前臂和左手；2018年，他作为一项研究的志愿者，接受了一个试验性假肢——
而这个假肢能让他产生触觉。


在约翰斯·霍普金斯应用物理实验室，研究人员正探索使用“电子皮肤 ”(e-dermis)， 即压力反应分层材料，当它与另一表面接触后产生“感觉”，大脑可将其译解为“触摸”。摄影：MARK THIESSEN
医生切开Brandon Prestwood的左臂残端；将微型电导体固定在截断的神经和肌肉上；随后，48根细如丝线的导线被置入手臂，并从肩部穿出来。Prestwood自言自语：“嗯是的，那是导线，导线从我胳膊里出来了。”



Prestwood肩上的导线连接到计算机刺激器时，导线会将信号传到他上臂内的电极里。（※他左臂上的纹身是为了纪念因羊水感染而失去的两个孩子之一，他请求做手术时不要损坏这个纹身）摄影：LYNN JOHNSON
导线直接穿过皮肤，也就是说，是Prestwood的身体、而非假肢在此刻真的连上了计算机。测试结果令人振奋：当Prestwood合拢假手、握住一个泡沫，他能感到一种反向压力，这是一种联系，一种来自他不再拥有的左手手指的刺麻感。
之后，当他握住妻子的手，重新感受到来自左手的“触觉”时，猛男顿时落泪——



‍视频提供‍：DR. IVANA CUBEROVIC

---

（滑动下图，查看触觉恢复机理）





我们人类，被包裹在一张布满传感器、极为复杂的覆盖物里，这层覆盖物，就是皮肤，它是人体最大的器官。



1985年，图中男子Scott Imbrie因车祸而颈部折断，多年来一直饱受触觉损伤、触觉混乱的困扰，例如热的感觉像冷的。现在他参与了一项触觉研究，大脑中被植入原件，通过他头上的基座连接到计算机上——“这听上去很疯狂，但我正在学习如何重新去感觉”，男子说。摄影：LYNN JOHNSON



2018年，Neil Oldham因肿瘤而被截肢了右下臂，之前使用没有触感的钩状假肢。摄影：LYNN JOHNSON



之后，他决定接受一项实验性手术，“人类与机器的融合”。摄影：LYNN JOHNSON



6小时手术中，电极导线被植入其手臂。摄影：LYNN JOHNSON



术后，12条引线从Neil Oldham的皮肤穿出。摄影：LYNN JOHNSON



Neil Oldham明显感到仿生手有了“大脑对肌肉”控制的感觉。摄影：LYNN JOHNSON



靠接触来“看”到障碍物的机器人。摄影：LYNN JOHNSON

---

也许，当触觉学方面的难题完全被攻克，“半人半机械‘的时代便会真正降临；但在此之前，我们很荣幸，我们早已具备这无比精密、无比伟大、时而给予抚慰、时而带来疼痛的触觉。



本图出现在2020年11月刊，大流行期间的母女相拥。摄影：AL BELLO, GETTY IMAGES

---

点击下图或文末“阅读原文”
购买“财新通 ×《华夏地理》 ‘一年 ’杂志’”

---

长按下方二维码，关注“国家地理中文网”

---

如果你看了这篇文章就点一下“在看”吧