瑞士科学家开发搭配有数个传感器的新型假肢

这些传感器能够通过一组植入胫神经的刺激电极将感觉信号传回神经系统。在实验室和现实环境中,两名下肢截肢者在使用这种假腿后,行走表现和行走耐力都有所提高。

  人工智能与脑科学的交叉融合,正在引发新的科技产业革命,成为高校、教育企业的重点研究方向。我们知道,传统义肢是用工程技术的手段和方法,为弥补截肢者的肢体而专门设计、制作装配的人工假体。但神经型义肢,却能够让神经系统与外部装置直接交互。这种技术也被称为脑机接口技术,是“生物+计算机”的跨界融合,有望提高脑损伤或脊髓损伤、退行性疾病或截肢患者的生活质量。

瑞士科学家开发搭配有数个传感器的新型假肢

脑机接口技术,资料图

  准确来说,所谓脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是一种不依赖于正常的由外围神经和肌肉组成的输出通路的通讯系统 ,目的是使人类可以直接通过脑来表达想法或操纵设备。

  目前,虽然该领域已经取得了巨大进展,但脑机接口离实际应用仍有一段距离,目前仍处于早期或实验室阶段,主要障碍在于,这种义肢不能提供“感觉”反馈,而感觉反馈能帮助微调动作指令,恢复与外部世界的交互。

  9月9日,英国《自然·医学》杂志发表的一项脑机接口最新进展,瑞士科学家针对两名患者展开的案例研究显示,一种能恢复感觉反馈信号的新型假腿,可提高他们在使用时的行走表现,并减少幻肢痛。

瑞士科学家开发搭配有数个传感器的新型假肢

《自然·医学》杂志发表的相关论文配图。资料图

  此次,瑞士苏黎世联邦理工学院科学家斯坦尼撒·拉斯珀波维克及其同事,描述了一种经过改良的假腿装置。这种装置配有数个外部传感器,可以感知足部接触和压力,以及膝关节的角度。

  据了解,这些传感器能够通过一组植入胫神经的刺激电极将感觉信号传回神经系统。研究团队发现,在实验室和现实环境中,两名下肢截肢者在使用这种假腿后,行走表现和行走耐力都有所提高。此外,使用该假肢还能减少患者的幻肢痛。

  作者认为,这一原理验证的研究结果表明,感觉反馈型义肢在实际应用中具有广阔的前景。不过,将来仍需开展更大规模的长期研究。

  科技的进步,使得越来越多的功能性需求得到满足;但与此同时,那些人性化的需求也不能被忽略。失去部分肢体的人安装假肢,其实不只是想要一个能帮他行走、抓取物体的工具,他们更希望这冷冰冰的机械手、机械腿,能够真正成为身体的延伸。它们应该是可以与外部世界交互的,可以提供感官体验的,就像曾经长在身上的真正的手和腿一样。当义肢为大脑提供感觉反馈,大脑再发出指令对义肢进行微调,这才是残障人士曾经习惯的大脑和肢体的对话方式。

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