2013年2月24日 星期日

[數碼新聞]世界首個觸覺仿生手誕生:意念控制反饋感知

  新浪科技訊 香港時間2月24日消息,據國外媒體報導,迄今為止假肢已經能接收到大腦發送給缺失的手的信號,並把它們轉變成運動,但是這些假肢無法提供感知反饋。然而最近將首次給一位患者移植的仿生手,能為接受者提供“非常逼真的”感覺。

  這種新型仿生手直接通過夾在胳膊的兩個主神經上的電極與神經系統連接在一起,這麼做的目的是為了恢複截肢患者的觸覺。接受這種仿生手


的人可以借助電極,通過意念控制新手,而且它們還能把信號傳輸給大腦。科學家希望這項重大突破能為新一代假肢鋪平道路,研製出能像真肢體一樣提供更逼真的感覺,且更加靈巧的假肢。研究顯示,高達半數截肢患者無法使用他們的假肢,因為假肢的外觀或功能讓他們感覺不舒服。瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的思爾維斯特羅-米克拉博士協助研製了該仿生手的接口,他說:“對截肢者而言,這是真正的希望。這將是第一種能夠提供抓握的實時感知反饋的假肢。很顯然,截肢患者獲得的感覺越多,他們完全接受假肢的可能性就越大。我們希望有一天把它植入到胳膊上後,使用者會忘記那是一隻假手。”

  2009年,這種仿生手的一種早期固定模型通過電極臨時連接到一位患者的神經系統上。結果他能擺動仿生手上的手指、攥成拳頭,並握住物體,據說他還能感覺到針正在刺入這個新手掌。即將完全與胳膊連接在一起的這個新模型能夠傳遞從指間、拇指、手掌和手腕傳來的感知反饋。該科研組打算今年晚些時候把它移植到一位匿名患者身上。米克拉參加了美國波士頓舉行的美國科學促進會(AAAS)會議,他說:“新模型的理念是同時傳輸兩種或者更多種感覺信號。你能在捏東西的同時接收到3根手指傳來的信息,或者是感覺手或者腕部的流動。我們已經改進了接口,因此我們希望看到更加錯綜複雜的運動和手掌控制。我們希望它會儘可能逼真。”

  他在美國科學促進會年會上稱,該科研組打算今年晚些時候把這個新仿生手移植到一位匿名的羅馬患者身上。目前知道的第一位接受者的唯一細節,是他20歲出頭,在一次事故中失去手臂的下半部分。這位患者將會試戴一個月,看一看他的適應情況,如果一切進展順利,米克拉希望能在未來兩年內對功能完整的模型進行試驗。洛桑聯邦理工學院的科學家還為因後背受傷導致癱瘓的患者提供了新希望。去年喬治-庫爾蒂納領導的一個科研組通過藥物雞尾酒和電刺激“再生”連接脊髓和大腦的神經,讓重度脊椎受損的老鼠重新奔跑起來。試驗進行兩週後,這些動物不僅能夠行走,而且它們還能爬樓梯,甚至奔跑。此後他反複在脊椎受傷的老鼠身上進行研究,它們與人類受傷患者非常類似,幾週後,這些老鼠不用輔助就能行走。現在他認為,該技術有望在未來兩年內為行動不便的人提供一些幫助。

  儘管全面的人類試驗還需要幾年才能進行,但是他計劃未來幾個月內對腿腳行動不便的5位患者進行電刺激。庫爾蒂納說:“我們清楚,脊髓刺激很安全,我們也知道這種練習非常好,因此我們想在那些腿腳能動,但是無法獨立行走的人身上開始第一項試驗。我們需要給5位患者進行移植,我們擁有的一項新技術能讓我們像老鼠試驗一樣刺激人類的脊髓。”一旦該技術得到改進,他們希望脊椎中度受損的患者能夠完全恢複健康,而其他更嚴重的患者也能恢複一些運動能力。他說:“我們已經從那些具有臨床相關損傷的老鼠身上獲得初步數據,它們顯示,大量老鼠在練習結束後能在沒有輔助的情況下行走。這主要取決於身體損傷的嚴重程度。但是如果你與患者交談,告訴他們在家裡用它至少可以做飯、看電視和做一些常規運動,他們會認為他們的生活將會發生很大變化。雖然這項研究的野心不大,但是我們正在談論的問題與改善生活質量有關,讓人們站起來,在家裡借助步行機走幾步。”(孝文)



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