《自然·醫(yī)學(xué)》1日發(fā)表的一篇論文,報(bào)道了神經(jīng)義肢接口的最新突破,其能讓仿生腿完全響應(yīng)人體神經(jīng)系統(tǒng),在臨床試驗(yàn)中,改善了截肢人士的行走控制,讓他們恢復(fù)了“仿生行走”。這一結(jié)果表明,即使只恢復(fù)部分神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo),或也足以實(shí)現(xiàn)神經(jīng)義肢功能的臨床相關(guān)改善。
人體為了讓其肢體在其活動(dòng)范圍內(nèi)活動(dòng),肌肉會(huì)以成對(duì)的主動(dòng)肌-拮抗肌發(fā)揮作用,這反過來能將本體感受信號(hào)傳給中樞神經(jīng)系統(tǒng),給人體提供四肢位置和運(yùn)動(dòng)的意識(shí)。不過,手術(shù)截肢會(huì)導(dǎo)致截肢位置的神經(jīng)-肌肉架構(gòu)嚴(yán)重受損形成殘肢。殘肢斷開的肌肉會(huì)被包住,形成充足的軟組織墊層作為義肢接受腔,這會(huì)破壞自然肌肉動(dòng)力學(xué)和本體感受。
美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)研發(fā)的神經(jīng)義肢接口,通過手術(shù)將成對(duì)的主動(dòng)肌-拮抗肌與感知電極相連。這些成對(duì)的動(dòng)態(tài)肌肉在殘肢內(nèi)通過手術(shù)構(gòu)建,作為腿部截肢人士的神經(jīng)義肢控制和本體感受來源。具體來說,這個(gè)接口能將患者的神經(jīng)控制信息傳給一個(gè)外部義肢,并進(jìn)一步將義肢位置和運(yùn)動(dòng)感受傳回給使用者,恢復(fù)其本體自然感覺。
團(tuán)隊(duì)隨后在臨床試驗(yàn)中測(cè)試這種仿生義肢的效果,試驗(yàn)共有14名單側(cè)膝下截肢的受試者,其中7人有神經(jīng)義肢接口。與沒有接口的膝下截肢人士的行走速度相比,這些受試者的行走速度提升了41%,與未截肢人群的行走速度相當(dāng)。此外,他們的行走表現(xiàn)在真實(shí)世界環(huán)境中也非常好,這些環(huán)境包括斜坡、臺(tái)階和被堵住的小路。
團(tuán)隊(duì)表示,他們的研究結(jié)果或可用于指導(dǎo)今后的重建技術(shù),這類重建技術(shù)的目標(biāo)是恢復(fù)截肢或運(yùn)動(dòng)癱瘓人士對(duì)人體行動(dòng)的神經(jīng)控制。