科技日?qǐng)?bào)訊 在過(guò)去50年中，人工義肢的研發(fā)幾乎止步不前，雖然它們的外觀和結(jié)構(gòu)有所改善，但在基本功能和控制方面的進(jìn)展乏善可陳。不過(guò)，《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志近日發(fā)表了兩項(xiàng)重要成果：用逼真的觸覺(jué)反饋引導(dǎo)假肢，用肌內(nèi)電極發(fā)送可靠的運(yùn)動(dòng)指令。這使得目前義肢存在的巨大局限性有了顯著突破。

　　據(jù)《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版近日?qǐng)?bào)道，在第一項(xiàng)研究中，美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)神經(jīng)工程師達(dá)斯汀·泰勒的研究團(tuán)隊(duì)給兩位受試人員的指尖套上壓力傳感器，傳感器的信號(hào)可以轉(zhuǎn)化成不同電刺激模式，以模仿健康人的正常感受，比如輕拍、持續(xù)壓力或者輕撫觸摸等。泰勒要求受試人員摘除櫻桃的梗，并進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。如果沒(méi)有這套設(shè)備帶來(lái)的觸感，兩位參與者只能去掉77％的櫻桃梗；但有了觸覺(jué)反饋，他們的成功率飆升至100％。

　　不過(guò)，要讓神經(jīng)與傳感刺激器連接，必須在受試人員上臂植入電極，連接線也必須穿透皮膚，這極易造成皮膚感染或電極損壞。兩位參與者已經(jīng)小心翼翼地讓植入電極保持了大約兩年時(shí)間。

　　“這是一個(gè)重要進(jìn)步?！蹦霞又荽髮W(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師杰拉爾德·勒布說(shuō)。但他認(rèn)為，泰勒目前的設(shè)計(jì)“長(zhǎng)期臨床使用的話，可能太危險(xiǎn)了?！睂?duì)此，泰勒正在研究如何縮小刺激器的尺寸，使其有一天能完全植入皮下。

　　在另一項(xiàng)研究中，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師馬克斯·奧爾蒂斯·加泰羅尼亞的團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了人造義肢發(fā)送運(yùn)動(dòng)命令的方式。

　　傳統(tǒng)義肢系統(tǒng)通過(guò)外置電極記錄肌肉活動(dòng)來(lái)破譯佩戴者的行動(dòng)意圖。該方法是非侵入性的，但肌肉和傳感器之間的皮膚和組織層會(huì)扭曲信號(hào)，影響義肢的控制性。為了直接獲取肌肉的信號(hào)，加泰羅尼亞采用了新設(shè)計(jì)，利用鈦螺絲將義肢直接與骨頭相連，將記錄電極直接植入肌肉中。與以往插入式的設(shè)計(jì)相比，這個(gè)義肢系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好，運(yùn)動(dòng)范圍也更大。

　　肌內(nèi)電極此前僅進(jìn)行過(guò)動(dòng)物研究和短期的人體試驗(yàn)。而加泰羅尼亞的新義肢從2013年1月起，便由一位名叫馬格努斯的貨車司機(jī)在使用?！案杏X(jué)就像一個(gè)真正的手臂?！瘪R格努斯說(shuō)，他以前的義肢依靠皮膚傳感器，不但難以控制，冬天還經(jīng)常不聽(tīng)使喚；而移動(dòng)新義肢只需用上以前五分之一的力氣。

　　除了肌內(nèi)電極，研究人員還在佩戴義肢者殘臂的一根神經(jīng)周圍置入了一個(gè)電極，希望有一天能將其用于感覺(jué)反饋，就像泰勒的研究小組所做的那樣。

　　佛羅里達(dá)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師凱文·奧托評(píng)價(jià)說(shuō)：“這兩項(xiàng)研究是義肢領(lǐng)域正在大步前進(jìn)的例證。”（陳丹）