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能完全響應人體神經(jīng)系統(tǒng) 神經(jīng)義肢接口讓患者恢復“仿生行走”

時間:2024-07-02 15:46:54|來源:人民網(wǎng)|點擊量:567

科技日報北京7月1日電 (記者張夢然)《自然·醫(yī)學》1日發(fā)表的一篇論文,報道了神經(jīng)義肢接口的最新突破,其能讓仿生腿完全響應人體神經(jīng)系統(tǒng),在臨床試驗中,改善了截肢人士的行走控制,讓他們恢復了“仿生行走”。這一結(jié)果表明,即使只恢復部分神經(jīng)信號傳導,或也足以實現(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范圍內(nèi)活動,肌肉會以成對的主動肌-拮抗肌發(fā)揮作用,這反過來能將本體感受信號傳給中樞神經(jīng)系統(tǒng),給人體提供四肢位置和運動的意識。不過,手術(shù)截肢會導致截肢位置的神經(jīng)-肌肉架構(gòu)嚴重受損形成殘肢。殘肢斷開的肌肉會被包住,形成充足的軟組織墊層作為義肢接受腔,這會破壞自然肌肉動力學和本體感受。

美國麻省理工學院團隊研發(fā)的神經(jīng)義肢接口,通過手術(shù)將成對的主動肌-拮抗肌與感知電極相連。這些成對的動態(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,這個接口能將患者的神經(jīng)控制信息傳給一個外部義肢,并進一步將義肢位置和運動感受傳回給使用者,恢復其本體自然感覺。

團隊隨后在臨床試驗中測試這種仿生義肢的效果,試驗共有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。此外,他們的行走表現(xiàn)在真實世界環(huán)境中也非常好,這些環(huán)境包括斜坡、臺階和被堵住的小路。

團隊表示,他們的研究結(jié)果或可用于指導今后的重建技術(shù),這類重建技術(shù)的目標是恢復截肢或運動癱瘓人士對人體行動的神經(jīng)控制。

【總編輯圈點】

大腦和人體有一套精妙的合作系統(tǒng),發(fā)出信號,傳導信號,接收信號,做出行動,一切都在瞬息之間。這套強大的信息聯(lián)通網(wǎng)絡,有賴于神經(jīng)細胞的配合無間。但是,很多神經(jīng),一旦遭到損害,便無法復原。截肢人士即使佩戴義肢,斷掉的神經(jīng)網(wǎng)絡還是殘缺。此次,科研人員從神經(jīng)系統(tǒng)入手,讓截肢人士的神經(jīng)控制信息通過接口傳給義肢,修復神經(jīng)通路。這樣一來,佩戴神經(jīng)義肢的患者能走得更好。重新掌控身體,能給他們帶來更高的生活質(zhì)量。

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