創(chuàng)新仿生臂 助你重新感受世界

說道仿生臂，此前我們已經(jīng)向大家介紹過多款，也許您還有一些印象。那么問題來了，仿生臂到底哪家強(qiáng)？

目前，科學(xué)家正在研究一種新型仿生手臂，幫助已截肢的佩戴者們恢復(fù)觸覺，并在義肢研究領(lǐng)域掀起一場徹底的變革。研究人員透露，已有兩名患者佩戴了這種全新的假肢，接口直接與骨骼和神經(jīng)系統(tǒng)相連。戴上假肢后，他們不僅能夠識別觸碰他們皮膚的物體，甚至砍柴、開卡車等活動(dòng)樣樣都行。

48歲的伊戈?duì)?middot;斯派提克(Igor Spetic)4年前于一次工業(yè)事故中不幸失去了右手，如今多虧了仿生手臂，讓他重新找回了觸覺。當(dāng)一名研究人員用棉球擦拭伊戈?duì)柕募僦趁鏁r(shí)，他立刻察覺到了，他說：“我立刻就感覺出來那是棉花。”

當(dāng)患者佩戴假肢后，傳遞觸覺到大腦的神經(jīng)被7毫米“電極套”上的接觸點(diǎn)刺激，而這些“電極套”恰好包圍著手臂上的主要神經(jīng)束。一旦“電極套”連接到正確的神經(jīng)，當(dāng)假肢的相應(yīng)位置觸碰物體時(shí)，伊戈?duì)柧湍芨杏X到他的手和手指被觸碰，并且能感覺到從粗砂紙到光滑的金屬等各種材質(zhì)。伊戈?duì)柕墓ぷ鞣浅＞哂刑魬?zhàn)性，他是瑞典北部的一名卡車司機(jī)，由于手術(shù)，他經(jīng)歷了他所能應(yīng)付的所有情況——從夾緊拖車裝載、取雞蛋到幫孩子綁溜冰鞋，不管什么環(huán)境，他都能一一應(yīng)對。

目前階段，該系統(tǒng)僅限于實(shí)驗(yàn)室。然而，伊戈?duì)栆雅宕髟摷僦珒赡臧?，另一名患者基?middot;沃德胡沃(Keith Vonderhueval)也試戴了18個(gè)月。據(jù)報(bào)道，包括假手在內(nèi)的類似研究稱，感覺只能持續(xù)一個(gè)月，甚至在有些病例中，感覺能力在幾周后便開始消失。但由于伊戈?duì)柡突嫉那闆r不斷改善，研究人員希望該系統(tǒng)能夠使患者受用終身，并于5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)在國內(nèi)使用。

值得一提的是，伊戈?duì)柕幕猛磶缀跬耆Я?，他形容這種痛類似拳頭被粉碎。而基思的幻痛也差不多消失了。這兩名患者都表示，他們第一次連接到該系統(tǒng)并且接受電刺激時(shí)，是他們自事故后第一次感覺到自己的手。在接下來的幾個(gè)月里，他們開始有熟悉的感覺，并且能夠更靈活地控制自己的假肢。

俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)的達(dá)斯汀·泰勒(Dustin Tyler)教授說：“觸覺是我們與周圍事物互動(dòng)的一種方式。我們的目標(biāo)不僅僅是恢復(fù)功能，而是讓患者重新與世界建立聯(lián)系。這是一個(gè)漫長的過程，要恢復(fù)手上多個(gè)點(diǎn)的感覺。我們需要重新激活大腦產(chǎn)生觸覺的區(qū)域，而一旦失去了手的輸入，接通這些區(qū)域的轉(zhuǎn)換點(diǎn)也就喪失了。”醫(yī)生在伊戈?duì)柕那氨壑踩肓巳齻€(gè)電極，讓他能感受到19個(gè)不同的點(diǎn)，而基思植入了兩個(gè)電極，能感受到16個(gè)點(diǎn)。

基思說：“他們通過改變電腦上的東西來改變感覺，有一次我感到水流過我的手背。”為了提供更多的自然感覺，研究人員已開發(fā)出一種算法，將傳感器的輸入轉(zhuǎn)換成各種模式和強(qiáng)度的電信號傳到患者手中。據(jù)悉，該傳感器本身并不能精確地辨別材質(zhì)，他們只能察覺到壓力。不同的信號模式通過電極傳遞，被大腦識別為不同的刺激。目前，模式仍在不斷調(diào)整，而伊戈?duì)柡突级甲≡诙砗ザ硎沟酶倪M(jìn)變得更為方便。

泰勒教授認(rèn)為，每個(gè)人在生活經(jīng)歷中會創(chuàng)建一個(gè)自己的感覺地圖，這使他們能夠?qū)σ粋€(gè)給定的感覺進(jìn)行相關(guān)輸入。他說：“我不認(rèn)為我們給的刺激能準(zhǔn)確的擊中地圖上的點(diǎn)，但他們能使大腦足夠熟悉并識別它是什么。”泰勒教授還認(rèn)為，除了假手，該技術(shù)還能用來幫助那些使用假腿的患者從地面接收輸入，并使他們適應(yīng)碎石和不平整的路面。

此外，這種神經(jīng)接口和新的刺激術(shù)在控制震動(dòng)和深部腦刺激等方面也許同樣大有用途。