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世界首个触觉仿生手诞生:意念控制反馈感知  

2013-02-25 17:42:52|  分类: 圈子科技经典 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这种仿生手直接与中枢神经系统连在一起,也就是说移植者可以直接控制它这种仿生手直接与中枢神经系统连在一起,也就是说移植者可以直接控制它
研制者表示,它将是第一个提供实时感知反馈的仿生手研制者表示,它将是第一个提供实时感知反馈的仿生手
科学家希望这种新仿生手会被证明是假肢发展中的一次巨大突破科学家希望这种新仿生手会被证明是假肢发展中的一次巨大突破
目前得知的第一位仿生手接受者的细节,是他20岁出头,在一次事故中失去手臂的下半部分目前得知的第一位仿生手接受者的细节,是他20岁出头,在一次事故中失去手臂的下半部分
首个有“感觉”仿生手出炉 即将移植给患者首个有“感觉”仿生手出炉 即将移植给患者

 北京时间2月20日消息,据国外媒体报道,迄今为止假肢已经能接收到大脑发送给缺失的手的信号,并把它们转变成运动,但是这些假肢无法提供感知反馈。然而最近将首次给一位患者移植的仿生手,能为接受者提供“非常逼真的”感觉。

  这种新型仿生手直接通过夹在胳膊的两个主神经上的电极与神经系统连接在一起,这么做的目的是为了恢复截肢患者的触觉。接受这种仿生手的人可以借助电极,通过意念控制新手,而且它们还能把信号传输给大脑。科学家希望这项重大突破能为新一代假肢铺平道路,研制出能像真肢体一样提供更逼真的感觉,且更加灵巧的假肢。研究显示,高达半数截肢患者无法使用他们的假肢,因为假肢的外观或功能让他们感觉不舒服。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的思尔维斯特罗-米克拉博士协助研制了该仿生手的接口,他说:“对截肢者而言,这是真正的希望。这将是第一种能够提供抓握的实时感知反馈的假肢。很显然,截肢患者获得的感觉越多,他们完全接受假肢的可能性就越大。我们希望有一天把它植入到胳膊上后,使用者会忘记那是一只假手。”

  2009年,这种仿生手的一种早期固定模型通过电极临时连接到一位患者的神经系统上。结果他能摆动仿生手上的手指、攥成拳头,并握住物体,据说他还能感觉到针正在刺入这个新手掌。即将完全与胳膊连接在一起的这个新模型能够传递从指间、拇指、手掌和手腕传来的感知反馈。该科研组打算今年晚些时候把它移植到一位匿名患者身上。米克拉参加了美国波士顿举行的美国科学促进会(AAAS)会议,他说:“新模型的理念是同时传输两种或者更多种感觉信号。你能在捏东西的同时接收到3根手指传来的信息,或者是感觉手或者腕部的移动。我们已经改进了接口,因此我们希望看到更加错综复杂的运动和手掌控制。我们希望它会尽可能逼真。”

  他在美国科学促进会年会上称,该科研组打算今年晚些时候把这个新仿生手移植到一位匿名的罗马患者身上。目前知道的第一位接受者的唯一细节,是他20岁出头,在一次事故中失去手臂的下半部分。这位患者将会试戴一个月,看一看他的适应情况,如果一切进展顺利,米克拉希望能在未来两年内对功能完整的模型进行试验。洛桑联邦理工学院的科学家还为因后背受伤导致瘫痪的患者提供了新希望。去年乔治-库尔蒂纳领导的一个科研组通过药物鸡尾酒和电刺激“再生”连接脊髓和大脑的神经,让重度脊椎受损的老鼠重新奔跑起来。试验进行两周后,这些动物不仅能够行走,而且它们还能爬楼梯,甚至奔跑。此后他反复在脊椎受伤的老鼠身上进行研究,它们与人类受伤患者非常类似,几周后,这些老鼠不用辅助就能行走。现在他认为,该技术有望在未来两年内为行动不便的人提供一些帮助。

  尽管全面的人类试验还需要几年才能进行,但是他计划未来几个月内对腿脚行动不便的5位患者进行电刺激。库尔蒂纳说:“我们清楚,脊髓刺激很安全,我们也知道这种练习非常好,因此我们想在那些腿脚能动,但是无法独立行走的人身上开始第一项试验。我们需要给5位患者进行移植,我们拥有的一项新技术能让我们像老鼠试验一样刺激人类的脊髓。”一旦该技术得到改进,他们希望脊椎中度受损的患者能够完全恢复健康,而其他更严重的患者也能恢复一些运动能力。他说:“我们已经从那些具有临床相关损伤的老鼠身上获得初步数据,它们显示,大量老鼠在练习结束后能在没有辅助的情况下行走。这主要取决于身体损伤的严重程度。但是如果你与患者交谈,告诉他们在家里用它至少可以做饭、看电视和做一些常规运动,他们会认为他们的生活将会发生很大变化。虽然这项研究的野心不大,但是我们正在谈论的问题与改善生活质量有关,让人们站起来,在家里借助步行机走几步。”(孝文)

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