研究人员发现，大脑线路“重组”是幻肢痛的根本原因，这种情况绝大多数发生在截肢的个体中，可使用人工智能技术治疗。

研究人员由日本大阪大学的一个团队与剑桥大学组成，使用脑机接口训练一个十人小组通过大脑控制机器人手臂。他们发现，如果病人试图将假肢与其缺失的手臂关联起来，则增加了他们的疼痛感，但是如果他们将假肢与未受影响的手联系则减少了他们的疼痛。

他们在自然通讯杂志上报道的结论，证明在截肢或患神经损伤相关的慢性疼痛的患者中，大脑与感觉和运动相关的部分存在“交叉线”，通过修复断点，可以治疗疼痛。该发现也可应用于其它形式的慢性疼痛，包括那些由于关节炎引起的疼痛。

在英国每年大约进行5,000次截肢，特别是1型或2型糖尿病患者有需要截肢的风险。在大多数情况下，手部或手臂截肢或严重神经损伤导致手部感觉丧失的个体继续受到手存在的感觉的影响。50％至80％的患者感受到手慢性疼痛的“幻影”，这被称为幻肢痛。

“虽然手不见了，幻肢肢体疼痛的人仍然觉得有一只手在那里 - 基本上就像燃烧或过敏类型的疼痛，常规止痛药的治疗没有效果，”研究合作者剑桥工程系的神经科学家Ben Seymour博士说：“我们想看看是否可以提出基于工程的治疗，而不是基于药物的治疗。”

幻肢痛原因的流行理论是大脑负责处理感觉输入和执行运动的部分感觉到运动皮层的错误“接线”。换句话说，在运动和对运动的感知之间存在不匹配。

大阪大学的Yanagisawa Takufumi领导的Seymour和他的同事的研究中，使用脑机接口来解码患者移动他们的“幻影”手所需动作的神经活动，然后将解码的幻影手的运动使用到人工智能技术的机器人的神经假体。

“我们发现，使用机器人手臂越好的人，痛感越严重，”Yanagisawa说：“大脑的运动部分工作正常，但他们没有得到感觉反馈 – 存在一个差异。

然后研究人员改变了他们训练大脑“错觉”的技术：例如，失去左臂的患者通过训练解码与他们的右臂相关联的运动来移动假臂，反之亦然。当他们接受这种反直觉技术训练时，患者发现他们的疼痛显著减少。他们学会的以这种方式控制手臂，是利用感觉运动皮层的可塑性 - 大脑重组并学习新事物的能力，显示了可塑性和疼痛之间的明显关系。

Seymour说，虽然结果很有前景，但效果是暂时的，需要一个大型，昂贵的医疗设备才能有效。然而，他认为，可以在五至十年内获得基于技术的治疗方法。“理想情况下，我们希望看到在家里可以有的东西，或者他们可以利用的理疗服务，”他说。“但结果表明，将AI技术与新技术相结合是治疗疼痛的有前途的途径，也是未来英日研究合作的重要领域。”