实验装置：脑机接口系统、VR和第六指 @The Authors/Commun Eng
8月15日，纽约大学阿布扎比分校团队发表在Nature子刊《通讯・工程》的一项最新的脑机接口研究表明，通过同时想象天然拇指和附加的机器人拇指运动，也就是第六指，可以显著强化负责感知和运动控制的大脑网络。这一发现能够解决单独想象机械肢体时脑电信号微弱、不稳定的痛点，为脑控外骨骼、辅助机械手提供全新的训练范式。
为什么要使用一节附加机械拇指？它与用于残疾人的义肢/假肢不同，并不是用来替代缺失的身体部位及其功能，而是在普通人身上额外增设肢体或指节；目的是与其协同工作，有望让人类仅凭原生双手无法完成的抓握、固定、物体操作成为现实。
该研究面临的核心科学难题在于：大脑能否将这类附加设备纳入自身原有的运动控制系统。
研究团队招募了33名健康右利手受试者，依托XR虚实融合设备与64通道脑电采集系统，设计和对比不同“指节”运动想象模式下的神经活动差异，通过量化数据揭示大脑处理天然与人工肢体运动想象的底层区别。
实验中，受试者同时想象活动自身原生拇指和机械拇指，完成一项高难度脑力任务，该任务要求大脑同时处理两套协同运作的效应器。
正常情况下，神经系统需要协调固定数量的肢体与指节，整合视觉、触觉与本体感觉信息，形成完整的躯体控制感知。而引入机器拇指会让这套模型变得更为复杂：大脑既要区分生物指节和人造指节，还要规划二者运动之间的配合方式。不过，大脑似乎处理得很好。
实验结果发现，单独想象额外机械拇指时，大脑没有对应的先天肢体神经表征，只能依靠视觉皮层脑补机械手动作，生成的脑电信号微弱且个体差异极大，很难被脑机接口稳定解码；而同步想象天然拇指与机械拇指，大脑能借用早已成熟的天然肢体运动神经通路，将机械肢体整合进原有身体图式，大幅降低对视觉代偿的依赖，转向更可靠的本体动觉想象。
研究指出，这种增强效应并非两组想象神经信号简单叠加，而是大脑形成全新协同运动表征带来的网络级重塑。这意味着同时想象天然肢体和机械肢体运动，强化了人类自身的运动感知和运动控制能力。
这项成果拥有重大的落地应用价值：一方面可为康复领域提供训练方案，肢体残缺人群可借助同步想象训练，快速建立假肢、附加机械手的稳定脑控信号；另一方面能赋能工业增强设备，工人佩戴额外机械辅助手指时，通过同步想象训练快速实现意念同步操控，提升双手协同作业效率。
不过，和之前的一项研究类似，这项研究也给我们带来很多问题：更多可控的机械肢体或指节是否会加大大脑认知负荷？这些效应器的上限是多少？实现稳定操控需要哪些类型的感官反馈？还有，我们是否能够真正将脑控机械肢体纳入“自我”认知图式？
