Si, si puo' fare. Male che vada usi le stesse tecniche che usi per parlare con arduino. Suppongo che sia "tcpip" (lo sai cosa e' tcp/ip?) oppure qualcosa su seriale.
Ora male che butta Python fa tutto e quindi te ne esci facile.

Pero' appunto perche' Python fa tutto, questa cosa e' proprio una cattiva idea. Cattiva cattiva.

Cioe' la complicazione di fare sta roba (specie se non si ha un background software) e la fragilita' risultante (specie se non si ha ben chiaro il dominio) la rendono davvero una cattiva idea.
E' molto piu' facile riscrivere la funzione matlab in Python e fare tutto da Python (assumendo che tu non possa fare tutto in matlab... cosa che sebbene meno comoda che fare tutto in Python sarebbe comunque piu' comoda che tenere in piedi la baracca come vuoi fare tu). Davvero.