仿生肢体让患者获得真实感知能力

?皮质内植入物辅助英柏瑞把持机器手臂。图片起源：《天然》网站多少十年来，迷信家始终努力于规复四肢缺掉或瘫痪人士的举动才能，但是，现有的仿生肢体并非尽如人意。美国匹兹堡年夜先生物工程师罗伯特·冈特表现，要想真正规复患者的活动才能，要害在于规复他们对触觉跟温度的感知功效。英国《天然》网站在克日的报道中指出，迷信家现在正竞相付与仿生肢体的实在感到。为此，他们在工程技巧范畴一直研究，对感到活动体系的懂得也日益深刻。也有专家提示，在寻求技巧冲破的同时，人们还应存眷脑机接口跟高科技假肢波及的伦理跟保险成绩。编码数据通报触觉迷信家现在正努力于让患者休会到实在的感到，但这条研讨之路并非坦途，仍有很多困难亟待霸占。重要挑衅之一是须要编码海量数据。瑞典查尔姆斯理工年夜学神经工程师贾科莫·瓦莱说明道，当人们触摸物体时，皮肤上差别的感到神经元会对物体的外形、压力跟质地停止编码。瓦莱始终努力于解码这些神经旌旗灯号，并实验经由过程身材的感到神经直接将这些旌旗灯号通报到年夜脑，让患者从新领有触觉。在美国芝加哥年夜学做博士前期间，瓦莱与截肢患者斯科特·英柏瑞联袂配合。1985年，一场车祸让英柏瑞的3块椎骨破碎性骨折，70%的脊髓被堵截，他的感到跟举动才能因而年夜打扣头。瓦莱团队的最新研讨结果表现，经由过程植入电极，他们胜利地让英柏瑞感触到了触摸某一外形边沿的奥妙感到，乃至让他休会到了指尖拖植物体的精致举措。他们表现，这项技巧将让患者可能用仿熟手更自若地把持跟检测物体，或用仿生腿取得更佳的均衡感跟步态。瑞士洛桑联邦理工学院神经工程师苏莱曼·苏库尔等人则正踊跃摸索规复患者分辨温度才能的道路。他们经由过程热安装安慰上肢截肢患者残余肢体的神经，让其佩带机器手感触到了从暖和到凉快的巧妙变更。分解技巧规复活动才能美国麻省理工学院工程师休·赫尔以为，最主要的是，让患者感到假肢就像是本人身材的一局部，而不只仅是仿生的天然安装。为了实现这一目的，赫尔及浩繁迷信家正努力于将人体多种构造，如肌肉、肌腱、骨骼跟神经，与进步的分解技巧相联合，以期将人机融会推向全新高度。赫尔团队与波士顿布莱根妇女病院联袂开辟出一种方式，经由过程再生截肢腿剩余局部的神经来规复感到输入。该方式起首会取下患者一小块脚跟皮肤，而后经由过程精致的手术将其与残肢的感到神经衔接。接上去，这块皮肤移动物会与肌肉-盘算机接口相连，该接口经由过程肌肉的压缩来激活感到神经。当肌肉压缩并对皮肤施加压力时，患者便能感触到脚跟好像被撞击了个别。该方式最初在年夜鼠身长进行了试验并获得了胜利，现在正发展人体临床实验。电子皮肤备受存眷在为假肢付与实在感到方面，天然皮肤备受存眷。美国斯坦福年夜学的工程师鲍哲南表现，电子皮肤融会了神经迷信与工程学范畴的最新技巧，无望年夜年夜拓展假肢的功效。迷信家尽力而为地研发表面跟感到都像皮肤的天然资料。这些资料不只能灵敏地捕获情况中的信息，还能天生旌旗灯号，与神经体系直接“对话”。别的，也有多数试验室努力于进步电子皮肤各个组件的机能。这些组件包含情况传感器、能将感到旌旗灯号转换为数字输出的微电路，以及衔接传感器与外周神经的电子接口。美国约翰斯·霍普金斯年夜学神经工程师尼蒂什·塔科尔在电子皮肤研讨范畴深耕数年。他以为，天然皮肤范畴要想获得质的奔腾，必需在两年夜范畴实现冲破。一方面，在纳米资料跟电子范畴，须要制作出柔性无机晶体管，让它们成为皮肤内的触觉“接受器”，并在受损时可能自我修复。另一方面，在神经迷信范畴，相干资料能将感官信息转换为数字数据。鲍哲南对应用“超出人类才能”的电子皮肤充斥了等待。她参加的一项研讨表现，电子皮肤严密包裹的机器传感器，可能一次性读取盲文中的全部单词，而非一一字母地辨认。设想一下，其余相似传感器或者能让患者轻松知晓物体的化学身分。伦理跟保险成绩值得警戒只管脑机接口、神经假体跟电子皮肤等范畴的提高令人注视，但这些尖端技巧要想真正被用于改良患者的一样平常生涯，另有很长的路要走。这些技巧本钱昂扬，须要繁琐且耗资宏大的试验室操纵。现在尚不明白这些装备何时能供患者轻松应用。美国神经迷信收集履行董事珍妮佛·芬奇表现，患者以后面对的最紧急的成绩会合于伦理跟保险范畴：这些装备由谁来装置？卫生效劳部分怎样决议这些装备的用度？别的，当装备产生毛病或装备制作商停业时，患者可能将面对植入物不受支撑或无奈任务的窘境。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->